1

2

I. OBJETIVOS Conocer las condiciones experimentales que favorecen la culminación de una

reacción química (Leyes de Berthollet) en una secuencia química que se inicia con una sustancia y termina con la sustancia inicial.

Verificar   la realización de   las reacciones mediante la observación de productos característicos que contienen al plomo.

Tatar de recuperar el mayor % de materia prima utilizado inicialmente en el trabajo de laboratorio.

II. FUNDAMENTO TEORICO

El plomo, Pb, número atómico 82, peso atómico 207,21 está en el grupo cuatro de la tabla periódica y el subgrupo que contiene el germanio y estaño. Su número usual de valencia es 2, pero también muestra la valencia 4, sobre todo en compuestos orgánicos, que suelen ser bastante estables. Los cuatro isótopos naturales son, por orden decreciente de abundancia, 208, 206, 207 y 204. Cristaliza en el sistema cúbico en forma de cara centrada. Está presente en la corteza terrestre.

Es un metal gris azulado, blando y pesado, se corta fácilmente con un cuchillo. Se lamina y estira por extrusión, pero pequeñas cantidades de arsénico, antimonio, cobre y metales alcalino térreos aumentan su dureza. Su resistencia a la corrosión atmosférica, y al ataque de los ácidos hace que sea muy útil.

III. TAREA PREVIA

Principales fuentes o estado natural de extracción del y los métodos metalúrgicos par su obtención comercial.

ESTADO NATURALLas principales menas de plomo son la galena, PbS, que contiene 86,4 % de Plomo y la cerusita, PbCO3, que contiene 77,5 % de Plomo. La anglesita es el sulfato de plomo, PbSO4 y la piro morfita que es un clorofosfato de plomo, 9 PbO.3P2O5.PbCl2. La galena es el más importante de los minerales de plomo, la cerusita se forma por la oxidación superficial de la galena.

3

REACCIONES COMPLETAS CON EL PLOMO

OBTENCIÓN: La fundición de los minerales de plomo puede llevarse a cabo por el método de precipitación (ya no se aplica), de reacción tostadora (para minerales puros y ricos) y de reducción tostadora (método que se utiliza actualmente) como también el horno de cilindro rotatorio.Método de reducción tostadora: consiste en la tostación de minerales con una fusión reductora posterior: Tostación: tiene como objeto la transformación de PbS en PbO. Consiste en la eliminación del azufre con una volatilización de As y Sb (impurezas) que se podría obtener. La condición previa para una buena tostación es la trituración, para que la reacción de PbS con O2 sea lo más fácil posible:2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2SO2 + 202.8 Cal.Luego se hace tostación con insuflación o absorción de aire a temperaturas mayores de 800ºC. para evitar la formación de PbSO4.La tostación se hace en dos etapas: tostación previa y tostación definitiva.Tostación previa: se utilizan hornos de pisos, redondos con hogar giratorio y hornos de traspaleo fijos.La tostación insufladora consiste en comprimir el aire a través de la capa de mineral que se ha encendido por la parte de entrada del aire. El mineral se junta por aglomeración y forma un aglomerado sólido y poroso. Los sulfatos presentes son descompuestos, acelerando el SO2 que se desprende.PbS + 3 SO3 → PbO + 4 SO2

El mineral debe estar en forma granulada, luego se agregan piedra caliza, residuos de pirita, residuos de la mufla, para hacerlo menos compacto. Este contenido de mezcla no debe fundir el PbS o el Pb, pues quedaría obturada la parrilla. Se obtiene Pb al 45 %, esto es lo máximo cuando se completa la tostación. La piedra caliza se añade para:PbSO4 + CaCO3 → CaSO4 + PbO + CO2

El Sulfato de Calcio formado es descompuesto por dióxido de silicio, a una temperatura de 1000ºC, actuando el Trióxido de azufre gaseoso sobre los sulfuros metálicos como oxidantes.CaSO4 + MeS + SiO2 + O2 → CaO + SiO2 + MeO + SO2

Me: metal cualquiera de valencia 2.Para la tostación definitiva se utilizan calderas de aglomerar fijas o móviles. Estas tienen las desventajas de trabajo discontinuo, mucho trabajo manual, perjudicial para la salud.Fusión: por la fusión reductora del mineral tostado, se pasa el contenido de Pb o de otros minerales a Pb de obra.

4

REACTIVIDAD Y TOXICIDAD DE LOS COMPUESTOS USADOS EN LA PRÁCTICA

NaNO3  

Riesgo: PELIGRO Oxidante fuerte. Contacto con otro material puede causar fuego. Si se ingiere o se inhala. Puede causar irritación a la piel, ojos y vías respiratoriasPrecauciones: No combustible, pero la sustancia es un fuerte oxidante y su calor de reacción con agentes reductores o combustibles puede

c causar ignición. Usos: El nitrito sódico se emplea principalmente como conservante alimenticio.

HNO3 Riesgo: Corrosivo, puede causar quemaduras en las vías respiratorias,

piel y ojos.Precauciones: Evitar derrames en la piel, evitar contacto con la humedad y sustancias orgánicas.Usos: Agente irritante en la fabricación de explosivos y abonos.

NaHCO3    Riesgos: Irritaciones en vías respiratorias. Por contacto ocular: irritaciones. Por ingestión: Irritaciones en mucosas de la boca, garganta, esófago y tracto intestinal. Precauciones: Se debe manejar el material en áreas perfectamente ventiladas, sustituir la ropa contaminada y sumergir en agua. Lavar las manos al término del trabajo

5

Usos: El bicarbonato de sodio se usa principalmente en la repostería, donde reacciona con otros componentes para liberar CO2, que ayuda a la masa a elevarse, dándole sabor y volumen.

NaOH

Riesgo: Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles.Precauciones: Al ser altamente corrosivo, se debe proteger el rostro, usar guantes.Usos: en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes.

Sales de Plomo

Riesgos: Combustible. En caso de incendio se desprenden humos(o gases) tóxicos e irritantesPrecauciones: Evitar las llamas. Trabajar en un lugar ventilado.Usos: Se usan como reactivo para generar otros compuestos de plomo

y como fijador para algunos tintes

6

IV. PARTE EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO N° 01“OBTENCION DE PLOMO PURIFICADO A PARTIR DE SECUENCIA DE REACCIONES”

A. DATOS Laminillas de Pb (0.3 g aprox.) HNO3(ac) 15N NaHCO3 (S)

NaOH (ac) 1M y 6M NaNO3(s)

B. OBSERVACIONES Se observa liberación de un gas toxico color pardo y contemporáneamente el plomo

se va disolviendo   en polvillo blanco tornándose la solución un color blanquecino. Al agregar H2O a la solución observaremos que lo que queda del plomo se

disolverá mas aun y además la solución resultante tendera a ser incolora.Al agregar NaOH   a la solución anterior en el punto de neutralización se observa la formación de partículas blancas de precipitado.

En algunos caso puede ocurrir que se agrega en exceso la base cambiando el ph de la solución a >7 , si este es el caso se deberá agregar HNO3ac 6M

Al agregar NaHCO3 se observa desprendimiento de gas y una precipitación lenta de un sólido blanco.Al obtener solo el sólido blanco al calor toma un color amarillo- anaranjado, esto se realizo en la campana extractora debido a la liberación de gases que ocurriría al calentar la solución.

Al agregar NaNO3(s) y gota agota de NaOH se disuelve el sólido obtenido anteriormente después de cierto tiempo se observa unos pequeños sólidos de color rojo pardo.

Al agregar al solido HNO3(s) se observo que la solución toma un color blanco y al agitar un blanco lechoso.

Se observa que al ingresar el Fe a la solución hay una deposición mínima de Pb.

C. ECUACIONES QUÍMICAS

a)  Pb (s) +  HNO3 (ac)   →   Pb (NO3)2 (s) + 2NO(g)   + H2O(l)

                                        BLANCO     -   PARDO

7

b) Pb (NO3)2 (ac) + NaHCO3 (S)   → Pb (CO3)2(s) +   Na(NO3)(ac) +   CO2(g)   + H2O(l)

                                                  BLANCO

c) Pb (CO3)2(s) +   CALOR → PbO(s) + CO2 (g)

                                        AMARILLO -ANARANJADO

d) PbO(s) + NaOH (ac)+ NaNO3(s) → Pb3O4(s) + Na(NO2)(ac)   + 3 CO2(g)

e)   Pb3O4(s) + HNO3 (ac) →   Pb (NO3)2 (ac) + H2O (l) + O2(g)

f)   Pb (NO3)2 (ac) +   Fe (s)   →   Pb (s)   + Fe(NO3)2(ac) 

D. CONCLUSIONES Los gases que se liberaron al tratar de disolver el Pb con el HNO3(ac) 15N son

perjudiciales para la salud es por eso que usamos la campana como prevención Se debió usar HNO3ac muy concentrado 15 N para poder disolver el Pb, además se

calentó con mucho cuidado pues si lo dejábamos mucho tiempo el HNO3 (ac) se podía evaporar.

El gas liberado al combinar la solución neutra con NaHCO3(s) es CO2 (g), este método es usado comúnmente cuando se desea eliminar este gas.

EL solido que al calentar toma un color amarillo- anaranjado es el PbO. Se concluye que el plomo al ser disuelto queda cierta cantidad no disuelta debido a

que en el plomo se forma una capa de nitrato de plomo. Podemos concluir que el Pb como parte de diferentes compuestos y ante diferentes

condiciones produce distintos productos característicos. Al combinar el Pb (NO3)2(ac)  con el Fe daremos formación a una celda electrolítica.

8

EXPERIMENTO 2: OBTENCION DEL DIÓXIDO DE PLOMO (IV)

A. OBSERVACIONES Al exponer al calor el   Pb3O4   se observa un color amarillo- anaranjado. El sólido obtenido anteriormente se le agrega     NaOH   y luego   H2O2   se observa

bastante desprendimiento de gas y la solución toma una coloración pardo-rojiza.

B. ECUACIONES QUÍMICAS

a) Pb3O4   + ∆   →   6 PbO(s)   +O2 (g)

                                  AMARILLO-ANARANJADO

b) PbO(s) + NaOH (ac) + H2O2 (l)   →   PbO2 (ac) + H2 (g) 

                                                   PARDO -ROJIZO        

C. CONCLUSIONES Se concluye que ante condiciones especificas y serie de reacciones se puede

obtener a partir de compuesto de plomo otros productos importantes. 

V. CUESTIONARIO

1. Calcula el porcentaje de plomo contenido en el oxido del apartado 1 e).

Pb3O4(s),,,,, 1 mol =207x3+16x4=685g%Pb=207*3 x100% =90.66% 685Observamos que en el oxido plumboso/plúmbico el % de Pb es muy alto esto debido a su gran masa atómica.

2.   Escribe las ecuaciones de las reacciones del experimento N° 1 e indica los nombres de los productos principales.

a)  Pb (s) +  HNO3 (cc)   →   Pb (NO3)2 (s) + 2NO (g)   + H2O (l)

Pb (NO3)2 (s) → Nitrato de plomo (blanco)

b) Pb (NO3)2 (ac) + NaHCO3 (S)   → Pb (CO3)2(s) +   Na(NO3)(ac) +   CO2(g)   + H2O(l)

Pb (CO3)2 (s) → Carbonato de plomo

9

c) Pb (CO3)2(s) +   CALOR→ PbO(s) + CO2(g)

PbO(s) → Oxido de plomo II (amarillo-anaranjado)                              d) PbO(s) + NaOH+ NaNO3(s) → Pb3O4(s) + Na(NO2)   + 3 CO2 (g)

Pb3O4→ Minio (rojo)

e)   Pb3O4(s) + HNO3 (ac) →   Pb (NO3)2 (ac) + H2O (l) + O2 (g)

Pb (NO3)2 (ac) → Nitrato de plomo

f)   Pb (NO3)2 (ac) +   Fe (s)   →   Pb (s)   + Fe(NO3)2(ac) 

Pb (s)   → Plomo

3. Calcula el porcentaje de rendimiento que se obtuvo al realizar el trabajo experimental.

El trabajo que realizamos en el laboratorio, fue un trabajo cualitativo por lo cual no pusimos mayor énfasis en el cálculo de las masas durante las reacciones sino aproximamos con los reactivos que teníamos en ese momento. Al observar los cambios ocurridos en las reacciones podemos sacar solo conclusiones cualitativas por lo cual el % no es posible calcularlo.

4. ¿Cuál será el porcentaje de error absoluto y relativo que se cometió al realizar al trabajo experimental?

Al trabajar con laminillas de plomo tan solo teníamos un aproximado de la masa, mas no la masa real por lo cual no podríamos hallar un % error .

5. Investiga las principales aplicaciones industriales del plomo metálico y de sus compuestos.

Pb El plomo se utiliza par cañerías de conducción de agua y gas. Para   placas de acumuladores y en la fabricación de municiones. Par soldadura de plomeros (Pb+Sn) caracteres de imprenta (Pb+Sn+Sb) Y municiones (Pb+As).

PbO   Sirve para preparar sales de plomo y fabricar el vidrio de cristal

PbO2

Utilizado en los acumuladores y para fabricación de cerillas.

Pb3O4

10

Se utiliza en pinturas para preservar al hierro de la acción del aire , en fabricación de cristal, para colorear el lacre y en cerámica para recubrir exteriormente las piezas de barniz impermeable.

VI. RECOMENDACIÓN

Química del Plomo. Comprobación de la fórmula del Minio

Pesar 0.5 g de minio (Pb3O4), colocarlo en un tubo de ensayo, agregar 5 ml de HNO3 concentrado dejando actuar unos minutos. Filtrar con papel y lavar con agua caliente. Dejar escurrir bien y conservar el líquido (solución A). Tratar el precipitado que queda en el filtro con ácido clorhídrico (1:2), recogiendo el líquido resultante en un nuevo tubo de ensayo (solución B). Oler con cuidado la solución obtenida ¿qué gas se desprende? Hervir la solución B, enfriar y llevar a pH neutro con gotas de NaOH al 40% (aprox. para 1ml de solución 20 gotas de la base) y añadir gotas de K2CrO4.Ensayar también con gotas de K2CrO4 el filtrado obtenido previamente (solución A). Tener en cuenta que se debe neutralizar este filtrado de la misma forma que se neutralizó la solución B. Interpretar cada una de las reacciones, representándolas con las correspondientes ecuaciones químicas. Las reacciones pueden entenderse aceptando que el plomo se encuentra en dos estados de oxidación diferentes en la red cristalina

VII. BIBLIOGRAFIA

Mc Murry/Química General/ 5ta edición/ Prentice Hall/pp785-787

http://www.gregthatcher.com Acceso 04/11/2012

http://www.heurema.com/QG39.htm Acceso 04/11/2012

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/pb.htmAcceso 04/11/2012

11