CQ241A Grupo 03 - Laboratorio N°7 - Fósforo, Arsénico, Antimonio y Bismuto

Fosforo, arsénico, antimonio y bismuto( Grupo 15)

I. Ficha MSDS (Material Safety Data Sheet), pictograma de seguridad y propiedades físico-químicas  de 4 sustancias usadas en esta práctica de laboratorio. 

ÁCIDO CLORHIDRICO

*Ficha MSDS( Rombo de seguridad)

* Pictograma(s) de seguridad

 

*Propiedades físico-químicas

  

ZINC

*Ficha MSDS( Rombo de seguridad)

* Pictograma(s) de seguridad

*Propiedades físico-químicas

HIDROXIDO DE SODIO

*Ficha MSDS( Rombo de seguridad)

* Pictograma(s) de seguridad

*Propiedades físico-químicas

ÁCIDO NITRICO

*Ficha MSDS( Rombo de seguridad)

* Pictograma(s) de seguridad

*Propiedades físico-químicas

II. Reacciones químicas involucradas

• Experimento 1: Auto combustión del fósforo

P4(s) + 5 O2(g) →P4O10(s)

Esta es una reacción de reducción-oxidación(redox):

4 P0 → 4 P5+ + 20e- ( oxidación)

  10 O0 +20e- → 10 O2-        (reducción)

P4 es un agente reductor, O2 es un agente oxidante.

• Experimento 2: Identificación del ion fosfato

8NaHPO4(ac) + 96 (NH4)2MoO(ac)+ 174 HNO3(ac)→ 8(NH4)3(PMo12O40)(s)+167 NH4NO3(ac) + 8 NaNO3(ac) + 93H2O(l)

Se da una reacción de precipitación, el (NH4)3(PMo12O40) es el precipitado formado.

• Experimento 3: Identificación del As2O3

             Esta es una reacción de reducción-oxidación (redox):

            As2O3 es un agente de oxidación, C es un agente reductor.

• Experimento 4: Propiedades anfóteras del As2O3

• Experimento 5: Propiedades reductoras del AsH3

Esta es una reacción de reducción-oxidación(redox):

As2O3 es un agente oxidante, Zn es un agente reductor.

• Experimento 6: Identificación del antimonio

• Experimento 7: Preparación del bismuto

Esta es una reacción de reducción-oxidación(redox):

3Sn2+ → 3Sn4+ + 6e- (oxidación)

2Bi3+ +6 e- → 2 Bi0 (reducción)

• Experimento 8: Hidrólisis de las sales de Sb y Bi

Esta es una reacción de reducción-oxidación(redox):

3Sn2+ → 2Sn4+ + 6e- (oxidación)

2Bi3+ +6e- → 2Bi0      (Reducción)

III. Parte experimental

Procedimiento Experimental

1. Auto combustión del fósforo

Se disuelve trocitos de fósforo blanco en un poco de CCl4. Se procede a filtrar a través de un papel filtro, este líquido filtrado se coloca en una cápsula de porcelana y dejar evaporar espontáneamente. Después de evaporar se enciende solo el fósforo blanco.

2. Identificación del ion fosfato

En este experimento se coloca 2 ml de solución en un tuvo de ensayo que contenga el ion fosfato y se agrega 3 gotas de reactivo nitromolíbdico, Se calienta suavemente. Se deja en reposo y se procede a observar los cambios.

3. Identificación del As2O3

En un tubo de ensayo se coloca 0,1 g de As2O3 y 10 ml de agua destilada, se calienta hasta llegar hasta la ebullición. Acidula con HCl. La solución obtenida se trata con sulfuro de amonio hasta tener un precipitado de color amarillo.

En un tubo de ensayo seco se coloca una pequeña cantidad de carbón, en esta se agrega una pequeña cantidad de As2O3 y se somete a la acción de calor. Se observan los cambios.

4. Propiedades anfóteras del As2O3

Se disponen de 2 tubos de ensayo y en estas se colocan pequeñas cantidades de As2O3. Al primer tubo se agrega H2SO4 2N, (si no se disuelve, calentar), y al segundo tubo se agrega solución de NaOH 2N. Se observa que el As2O3 se disuelve en ambos tubos.

5. Propiedades reductoras del AsH3

En un vaso de 500 ml colocamos una pequeña cantidad de As2O3, se agrega HCl mas 2 gramos de Zn. El vaso se cubre con un papel de filtro impregnado en solución de AgNO3. Se observa los cambios.

6. Identificación del antimonio

En un tubo de ensayo se vierte solución de SbCl3 a este se acidula con HCl concentrado. Se añade unas granallas de Zn y se calienta. Se observa un precipitado de color negro.

7. Preparación del bismuto

Se precipita una solución de cloruro de estañoso con potasa cáustica y añádase de ésta lo suficiente para re disolver el precipitado. Viértase nitrato de bismuto y se agita. Se observa un precipitado pardo.

8. Hidrólisis de las sales de Sb y Bi

Para este experimento se vierten en dos tubos de ensayo de 15 a 20 gotas de solución de SbCl3 y BiCl3 respectivamente. En estas se añade agua hasta que se formen precipitados. Añadir varias gotas de HCl concentrado. Se observan los cambios

Diagramas de flujo de los experimentos 

1. Auto combustión del fósforo

 

  

2. Identificación del ion fosfato

 

3. Identificación del As2O3

4. Propiedades anfóteras del As2O3

5. Propiedades reductoras del AsH3

6. Identificación del antimonio

7. Preparación del bismuto

8. Hidrólisis de las sales de Sb y Bi

LABORATORIO EN CASA

Integrantes

• Joseph Esteven Chavez Loayza
• Gian Marcos Evangelista
• Aracely Kiara Molina Trujillo

Materiales

• Cajitas de fósforo (05)
• Cuchilla
• Martillo
• Piedras (02) (parecidas a las que se emplean para moler ajos)
• Madera
• Cerámica
• Lija

Procedimiento Experimental

* Experimento 1

• Tratar de prender un cerillo de fosforo, raspándolo con diferentes superficies (madera, cerámica, lija, piedra, etc.).

• Prender el cerillo con su superficie de costumbre (la caja de fósforos).

* Experimento 2

• Con ayuda del cutter quitar el fosforo proveniente de la caja de fósforos raspando poco a poco sobre de un pequeño papel blanco.

Colocar un cerillo en una superficie de cemento lisa y golpear fuertemente la cabeza del cerillo con un martillo.

• Colocar el polvo fino obtenido en un sobre la cabecita del cerillo ubicada en un lugar fijo y golpear con el martillo.

• Repetir mínimo 3 veces, hasta obtener alguna observación.

* Experimento 3

• Colocar el polvo obtenido del raspado del fósforo de la caja, en una cinta adhesiva y juntar con la cabecilla del cerillo. 

• Tratar de juntar y cerrar con la cinta adhesiva.

• Frotar el nuevo cerillo creado sobre las superficies que utilizo en el experimento.

IV. Referencias bibliográficas

1. “Bismuto - Bi” Lenntech. 1998-2008. [Accesado el 06/12/2008]. Disponible en: http://www.lenntech.com/espanol/tabla-peiodica/Bi.ht

2. Angenault, Jacques. “Diccionario Enciclopédico de Química” Compañía Editorial Continental. Segunda Reimpresión. México, 2000. pp 63.

3. Perry, John H. “Manual del Ingeniero Químico II” Unión Tipográfica Editorial Hispano-Americana. México, 1979. pp 2854.

4.  D. Stachel, I. Svoboda y H. Fuess (junio de 1995). "Pentóxido de fósforo a 233 K". Acta Crystallogr. C. 51 (6): 1049–1050

5. Frank de Copenhague(2010). Materiales fosforescentes. Disponible en: http://www.cientificosaficionados.com/tecnicas/fosforos.htm

6. Anonimo, 2012. Elementos del grupo 15. Recuperado de: http://www.facultad.efn.uncor.edu/webs/departamentos/quimicaindustrial/QI/Elementos%20del%20grupo%2015.pdf

Informe completo(PDF)