DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE PLOMO Y ESTAO EN UNA ALEACIONUNIVERSIDAD DEL QUINDIOFACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIASPROGRAMA DE QUIMICAIV SEMESTRE

NATALIA GARCA GONZLEZ CRISTIAN ANDRS GONZLEZ TAPIERO

ARMENIA QUINDIO28 DE MARZO DE 2014

RESUMEN

En esta prctica se determino el porcentaje de Pb y Sn en una aleacin (PbSn) por medio de la solubilidad de cada compuesto en HCl y HNO3 con reactivos tales como KI y acido oxlico, observando que la aleacin es resistente a la solubilidad en estos cidos, lo cual genero ms tiempo de disolucin y ms gasto de reactivos, debido a una lenta reaccin.

PALABRAS CLAVES

Porcentaje, Aleacin (PbSn), Solubilidad, Reaccin.

INTRODUCCION

El plomo y el estao son metales de bajo punto de fusin que son a menudo aleados en conjunto. Por ejemplo, son los materiales ms utilizados en los sistemas de soldaduras estao-plomo.[footnoteRef:1] [1: MAFFIA, Ernesto Gustavo, Estructura y propiedades de las aleaciones, 2003, Pagina 2, file:///C:/Users/USUARIO/Downloads/PLOMO,%20ESTA%C3%91O%20Y%20SUS%20ALEACIONES.pdf]

Plomo (Pb): El plomo es un metal pesado, de color azuloso, que se empaa para adquirir un color gris

mate. Es flexible, inelstico, se funde con facilidad, a 327.4C. Es relativamente resistente al ataque de los cidos sulfrico y clorhdrico. Pero se disuelve con lentitud en cido ntrico. El plomo es anftero, ya que forma sales de plomo de los cidos, as como sales metlicas del cido plmbico. El plomo forma muchas sales, xidos y compuestos organometlicos. Industrialmente, sus compuestos ms importantes son los xidos de plomo y el tetraetilo de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estao, cobre, arsnico, antimonio, bismuto, cadmio y sodio tienen importancia industrial.[footnoteRef:2] [2: Plomo Pb, http://www.lenntech.es/periodica/elementos/pb.htm [Consulta: Mircoles, 26 de Marzo de 2014] ]

Estao (Sn): Es un metal blanco con un punto de fusin de 231,9C. Tiene gran fluidez cuando se funde y posee un punto de ebullicin alto. Es suave, flexible y resistente a la corrosin en muchos medios. Es muy maleable a temperatura ambiente, se mezcla con facilidad, y adems es resistente a los cidos y a la intemperie, el estao reacciona tanto con cidos fuertes como con bases fuertes, pero es relativamente resistente a soluciones casi neutras.Tiene una aplicacin importante en las aleaciones para soldar bronces, pletres y aleaciones industriales diversas, adems se usa para la soldadura blanda, aleado conplomo.[footnoteRef:3]

En cuanto a la formacin de compuestos; el estao forma cido estico, H2SnO4, al calentarlo enaireu oxgeno a altas temperaturas. Se disuelve en cido clorhdrico formando cloruro de estao (II), SnCl2, y enaguaregia produciendo cloruro de estao (IV), SnCl4 en la forma pentahidratada es un slido blanco, y reacciona con una disolucin de hidrxido de sodio formando estaito de sodio ygashidrgeno. El estao se disuelve en cido ntrico fro y muy diluido, formando nitrato de estao (II) y nitrato de amonio; en cido ntrico concentrado produce cido metaestico, H2SnO3.[footnoteRef:4] [3: Estao Sn, http://www.lenntech.es/periodica/elementos/sn.htm [Consulta: Mircoles, 26 de Marzo de 2014] ] [4: GUERRA, Erik. Anlisis de la evolucin de la exportacin de estao en los ltimos 5 aos, 2007, http://www.monografias.com/trabajos53/estanio-peruano/estanio-peruano2.shtml, [Consulta: Mircoles, 26 de Marzo de 2014] ]

El objetivo principal de la prctica es utilizar la solubilidad de los compuestos para su separacin y posteriormente caracterizarlos y as determinar la cantidad de estos metales en una aleacin.

PARTE EXPERIMENTALParte 1. Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HCl al 37%Reacciones involucradas:PbSn + 4HCl PbCl2 + SnCl2 + 4H+Se disolvi la aleacin en HCl durante 6 das. Se filtro, el precipitado (PbCl2) se lavo, se seco, y se peso. Posteriormente se determino l %Pb en la aleacin.Parte 2. Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HNO3 al 65%Reacciones involucradas:PbSn + HNO3 HSn + PbNO3PbNO3 + KI PbI + KNO3 Se disolvi la aleacin en HNO3 durante 2 das. Se filtro, el precipitado (HSn) se lavo, se seco y se peso; luego se determino l %Sn en la aleacin. Posteriormente al filtrado se le adiciono KI, se filtro, y el precipitado (PbI2), se lavo, se seco y se peso; despus se determino l %Pb en la aleacin.

RESULTADOS Y CALCULOSNatalia Garca Gonzlez Parte 1. Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HCl al 37%Masa inicial de aleacin: 0.42 g PbSnReacciones involucradas:PbSn + 4HCl PbCl2 + SnCl2 + 4H+Clculos:1. Peso del papel filtro vacio: 0.78 g Peso del papel filtro con PbCl2: 1.03 gPbCl2= 1.03 g 0.78 g= 0.25 g PbCl22. Peso del papel filtro vacio: 0.78 g Peso del papel filtro con PbCl2: 1.00 gPbCl2= 1.00 g 0.78 g= 0.22 g PbCl23. Peso del beaker vacio: 32.03 g Peso del beaker con PbCl2: 32.06 gPbCl2= 32.06 g 32.03 g= 0.03 g PbCl2 Peso total PbCl2= 0.25 g + 0.22 g + 0.03 g Peso total PbCl2= 0.5 gDonde:a: Masa total PbCl2g: Masa inicial de aleacin PbSn

Parte 2. Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HNO3 al 65%Reacciones involucradas:PbSn + 2HNO3 HSn + Pb(NO3)2 + H+ Pb(NO3)2 + 2KI PbI2 + 2KNO3 Clculos:PbSn + 2HNO3 HSn + Pb(NO3)2 + H+ Masa inicial de aleacin (1): 0.39 g PbSn1. Peso del papel filtro vacio: 0.78 g. Peso del papel filtro con HSn: 1.10 gHSn = 1.10 g 0.78 g= 0.32 g HSnDonde:a: Masa total PbCl2g: Masa inicial de aleacin PbSn

Pb(NO3)2 + 2KI PbI2 + 2KNO3 Masa inicial de aleacin (2): 0.042 g PbSn1. Peso del papel filtro vacio: 0.55 g. Peso del papel filtro con PbI2: 0.62 gPbI2 = 0.62 g 0.55 g= 0.07 g PbI2Donde:a: Masa total PbCl2g: Masa inicial de aleacin PbSn

Cristian Andrs Gonzlez TapieroParte 1. Tratamiento de aleacin PbSn con HCl al 37%Reacciones involucradas:PbSn + 4HCl PbCl2 + SnCl2 + 4H2Clculos:Masa de la muestra =0,070 gMasa de papel vacio =0,56 gMasa de papel con PbCl2 = 0,67 g

Donde:a: masa del precipitado.

Parte 2. Tratamiento de aleacin PbSn con HNO3 al 65%Reacciones involucradas:PbSn + 2HNO3 HSn + Pb(NO3)2 + H+ Pb(NO3)2 + 2KI PbI2 + 2KNO3 PbSn + 2HNO3 HSn + Pb(NO3)2 + H+Clculos:Masa de la muestra =0,085 gMasa de papel vacio =0,74 gMasa de papel con HSn = 0,86 g

A: masa del precipitado.

%Sn=139,9%

DISCUSION DE RESULTADOSNatalia Garca Gonzlez Parte 1. Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HCl al 37%En la disolucin de la aleacin en el HCl, hubo desprendimiento de gases (H+) y se fue disolviendo la muestra. Esta reaccin fue muy lenta, por lo cual la muestra demoro 6 das en disolver, pues el precipitado que deba formar era PbCl2, y el Pb es relativamente resistente al ataque del cido clorhdrico, por lo cual se decanto la solucin y se agreg un HCl nuevo con la misma concentracin hasta diluir completamente. Al precipitar, se formo en el papel filtro PbCl2 de un color plateado en forma de cristales, el cual al ser lavado, secado y pesado dio una masa de 0.5 g PbCl2, en esta parte del procedimiento se filtro 2 veces, pues al filtrar por primera vez, en el filtrado quedo la solucin incolora, en la cual estaba el compuesto SnCl2, entonces para concentrar esta solucin se calent, y se formaron nuevamente los cristales, por lo cual se volvi a filtrar. Al finalizar la filtracin, el papel filtro absorbi todo el HCl y no se pudo proceder con la siguiente parte de la practica. En los clculos se observo que se tuvo un % Pb de 88.1 %Parte 2. Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HNO3 al 65%El tratamiento con HNO3, se hizo con dos muestras diferentes en dos etapas.1 Etapa: Precipitado de HSnAl disolver la aleacin en HNO3, se observo un desprendimiento de gases (H+) y se fue disolviendo la muestra, la reaccin fue lenta, al igual que la parte 1 de la prctica, pero no tanto; la aleacin duro 2 das en disolverse. Al filtrar, en el papel filtro se form el precipitado (HSn) color blanco, el cual se lavo, se seco, y se peso, obteniendo una masa de 0.32 g HSn, y se obtuvo un % Sn de 81.4 %.En esta etapa no se realizo la precipitacin con KI.2 Etapa: Precipitado de PbI2En esta etapa se repiti el procedimiento de la 1 etapa, con la diferencia de que no se obtuvo un precipitado de HSnAl obtener en el filtrado Pb(NO3)2, se adiciono el KI, y se observo un color amarillo intenso (color esperado), pero despus de 2 minutos se torno de un color caf oscuro, lo cual indicaba una impureza, por lo cual se decanto la solucin y se calent hasta concentrar, este procedimiento se realizo 3 veces hasta que se obtuvo el precipitado PbI2 amarillo intenso, y se observ la lluvia de oro [footnoteRef:5]. El precipitado al ser lavado, secado y pesado dio una masa de 0.07 g PbI2, y un % de Pb de 74.9%. [5: Precipitado en forma de escamas brillantes.]

Cristian Andrs Gonzlez TapieroParte 1. Tratamiento de aleacin PbSn con HCl al 37%Su pudo observar que la reaccin de la aleacin con el HCl fue demasiado lenta, requirindose 7 das para que la reaccin se completara y se diluyera por completo la muestra, esta reaccin tan lenta se debe a que segn la literatura el plomo es resistente al tratamiento con HCl. La solucin se filtro dos veces, en la primer filtracin se obtuvo la capa grasosa utilizada en el recubrimiento de la aleacin. El filtrado fue calentado con la finalidad de alterar la energa de los enlaces entre plomo y estao, y con el aumento de temperatura romperlos y luego, durante el enfriamiento generar un reordenamiento en los enlaces favoreciendo as la formacin del precipitado PbCl2 en forma de pequeos cristales plateados, que se filtraron. En el resto de la solucin se encontraba disuelto el SnCl2. En el momento de la filtracin, los cristales de PbCl2 no se lavaron con agua destilada ya que se sabe que por lo general los cloruros son muy solubles en agua. Por los clculos realizados se determino:

Parte 2. Tratamiento de aleacin PbSn con HNO3 al 65%La observacin mas evidente fue la rapidez de la reaccin de la aleacin con HNO3 al 65%, ya que desde un inicio mostro un mayor poder de dilucin de la muestra, con desprendimiento de gases. Se formo una turbidez blanca, el acido estaico HSn que fue filtrado para determinar el porcentaje de estao en la aleacin; mediante los clculos realizados se determino:

% Sn = 139,9%

DISCUSION DE ERRORESLa muestra posee un problema al disolver, ya que esta aleacin presenta poca solubilidad en los cidos tratados (HCl y HNO3) y su reaccin es muy lenta, lo cual genera un mayor gasto de tiempo, y evita estar al tanto de los diferentes procesos de la reaccin.El papel filtro absorbi la gran mayora de HCl, por lo cual la 2 etapa (la adicin de acido oxlico, para determinar % Pb y la adicin de KI, para determinar el % Sn), no se pudo realizar, por falta de solucin, por lo tanto, se debe trabajar con un volumen mayor de HCl. En la adicin de KI en Pb(NO3)2 no se obtuvo el color amarillo intenso esperado debido a la mala separacin de los compuestos, se propuso un calentamiento de la solucin antes de la adicin, para lograr una mayor concentracin y as obtener un mejor resultado.En la segunda parte de la prctica del experimento # 2 (Tratamiento de la aleacin Sn Pb con HNO3 al 65%), se cometi el error de agregar KI a la solucin, sin haber filtrado el HSn, lo que impidi una plena recuperacin de este, afectando el clculo del % Sn en la aleacin.

CONCLUSIONESLa aleacin de PbSn es relativamente resistente al ataque del cido clorhdrico, y se disuelve con lentitud en cido ntrico, lo cual genera un mayor gasto de tiempo.Los porcentajes obtenidos de Pb y Sn fueron positivos en cada muestra, a pesar de que no se logro obtener ambos porcentajes de una misma muestra.

BIBLIOGRAFIA1. Maffia, Ernesto Gustavo. Estructura Y Propiedades De Las Aleaciones. [En lnea] 2013. [Citado el: 26 de Marzo de 2014.] file:///C:/Users/USUARIO/Downloads/PLOMO,%20ESTA%C3%91O%20Y%20SUS%20ALEACIONES.pdf.2. Plomo - Pb . [En lnea] [Citado el: 26 de Marzo de 2014.] http://www.lenntech.es/periodica/elementos/pb.htm .3. Estao - Sn. [En lnea] [Citado el: 26 de Marzo de 2014.] http://www.lenntech.es/periodica/elementos/sn.htm .4. GUERRA, Erik. Anlisis de la evolucin de la exportacin de estao en los ltimos 5 aos, , . [En lnea] 2007. [Citado el: 26 de Marzo de 2014.] http://www.monografias.com/trabajos53/estanio-peruano/estanio-peruano2.shtml.