obtenciÓ de l´alum potÀssic. - cac.es · l´alum potàssic o alum napolità , és una sal doble...

Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas

1

OBTENCIÓ DE LÁLUM POTÀSSIC.

Ignasi Daniel Martínez Mora I.E.S. GREGORI MAIANS

Oliva Introducció: Lálum potàssic o alum napolità , és una sal doble dálumini i potassi hidratada amb 12 molècules dáigua : KAl(SO4)2·12H2O. Fou caracteritzada per primera vegada per Margrat en 1754. Sol trobar-se en forma mineral dórigen volcànic. Es una sal que sémpra per aclarir aigües, pel seu efecte floculant; com a mordent en tintoreria; també en la fabricació de paper i com antitranspirant. Per la seua acció bactericida sémpra en conservació de llavors i com additiu per evitar la maduració primerenca de certs fruïts ( H 10068 ). L´ alum potàssic, pertany a una família de sals dobles amb fórmula general MAl(SO4)2·12H2O, on M pot ser qualsevol catió M+ incloent el NH4

+ i excloent el Li+ per raons dínestabilitat estructural.

Aquestos compostos sols tenen existència en estat sòlid , formant cristalls, grans i ben constituïts. Al dissoldre´ls en aigua queden els seus constituents independents, de forma que les dissolucions d´ alum es comporten com mescles dels sulfats corresponents. Els alums es formen per cristal·lització de les mescles de les dissolucions dels sulfats constituents, por ser menys solubles que aquestos. Per exemple, en el cas que ens ocupa:

Al 2(SO4)3 + K2SO4 + 12 H2O → 2 KAl(SO4)2·12 H2O

A estos compostos se´ls ha reconegut des de lántiguitat amb les seues propietats astringents.

Escalfant a alta temperatura l´ alum potàssic es produeix la pèrdua de láigua d´hidratació que aquest compost reté en la seua estructura:

KAl(SO4)2·12H2O → KAl(SO4)2 + 12 H2O


2

Objectius:

• En primer lloc , observar la formació dún compost cristal·lí a partir dún material d´ús comú com el paper dálumini com a font dálumini.

• La realització dóperacions bàsiques de laboratori com: filtració, cristal·lització, etc..

• Preparació de dissolucions: via teòrica (càlculs escaients); via pràctica (elaboració de les mateixes).

• Determinació del rendiment dúna reacció química. Relació del tema proposat amb el currículum del Curs: Aquesta pràctica es pot incloure en els cursos següents: 4t ESO : Estudi de les reaccions químiques. 1r de Batx: Estudi del rendiment dúna reacció. 2n de Batx: Reaccions red-ox

Tècniques de laboratori: realització dóperacions bàsiques de laboratori: filtració, cristal·lització, preparació de dissolucions.

Breu descripció del projecte: Els alumnes obtindran alum potàssic a partir dún material d´ús comú , com és el paper dálumini. Procediran dissolent una mostra del mateix amb NaOH i precipitaran el AlO2

- en forma de Al(OH)3. Posteriorment , recolliran el precipitat i el dissoldran i neutralitzaran léxcés d´H2SO4 amb KOH fins pH = 7. Concentraran la dissolució i observaran els cristalls formats , al cap de 24 hores. Eixugaran els cristalls i els pesaran. Posteriorment calcularan el rendiment de la reacció.

Material i recursos escaients:

• 2 erlenmeyer de 250 ml • 2 proveta i comptagotes • embut de vidre cònic • 2 vas de precipitats • cristal·litzador • paper d'alumini • dissolució de NaOH 2,5 M • dissolució de KOH 2 M • dissolució d´àcid sulfúric 2 M


3

• dissolució de BaCl2 • tres matrassos aforats de 250 ml • balança • vareta agitadora • reixeta • bec bunsen • trespeus

Normes de seguretat :

• La dissolució d'àcid sulfúric la prepara el professor davant dels alumnes . Afegint quantitats molt menudes d'àcid concentrat a un vas de precipitats amb aigua destil· lada i amb agitació constant. El vas de precipitats està envoltat d'aigua per evacuar la calor que es desprèn en la dissolució de l'àcid. Al finalitzar la dilució i refredat el contingut , es vessa a un matràs aforat de 250 ml i s'enrasa.

• Les altres dissolucions les preparen els alumnes emprant ulleres protectores . • S´ ha d´ evitar entrar en contacte amb les dissolucions preparades. • Cal tindre cura amb la dissolució de BaCl2 doncs és molt tòxica.

Procediment:

1. Pesem 1 g de paper d'alumini i l'esmicolem i introduïm dintre d´ un matràs de 250 ml, cobrim amb aigua destil· lada i escalfem suaument.


4

2. Afegim al matràs, en quantitats menudes, 25 ml d´ NaOH 2,5 M mantenint l'alumini submergit en la dissolució. Quant l'efervescència s´atura, fem bullir la mescla 10-15 minuts.

3. Filtrem amb un embut de vidre amb paper de filtre per eliminar el residu

d'impureses.


5

4. Diluïm la mostra filtrada fins 200 ml i neutralitzem amb H2SO4 2 M deixant caure l'àcid lentament des d'una bureta. Ens calen 15,2 ml d'àcid. Comprovem el pH amb paper indicador fins pH = 7.

5. filtrem el precipitat blanc que s'ha produït , amb un embut de vidre.

.


6

6. vessem sobre el paper de filtre 40 ml d'àcid bullint i després perforem el filtre deixant que el contingut del paper caiga dins d´un vas de precipitats.

7. Afegim amb agitació 20 ml de KOH 2 M. Concentrem la dissolució obtinguda sense que arribi a bullir, dipositem en un cristal·litzador.

.

.

.


7

8. Quant s'ha concentrat, deixem reposar 24 hores, recollim els cristalls i pesem una vegada secs.

Temps adient per realitzar la pràctica:

2 sessions d'una hora per preparar dissolucions. 2 sessions d'una hora per realitzar la pràctica. 1 sessió d'una hora per recollir els cristalls i pesar-los.

Qüestions prèvies i motivadores per als alumnes:

• observar les formes geomètriques que presenten els cristalls naturals que hi ha a láula de geologia, minerals que podem trobar al camp, sorra de la platja, etc..

• Observar la formació de cristalls al microscopi de gotes de dissolució concentrada de clorur amònic.

• Treball bibliogràfic sobre diamants artificials. • Treball bibliogràfic on séstudie la producció de sal i de sucre on sémpra la

cristal·lització com a mètode de purificació. • Qüestions per als alumnes :

1. On està lálumini, una volta acaba la reacció dóxidació? 2. Quin és el gas que es desprèn? 3. Com accelerarem la precipitació dels cristalls? 4. Per què cal concentrar la dissolució abans de vessar-la dins el

cristal·litzador? 5. Com podríem determinar la puresa de lálumini contingut en el "paper

dálumini".

.

.


8

Anàlisi del projecte experimental: La present pràctica ha sigut realitzada pels alumnes de 1r de batxillerat, emprant una sessió de classe una vegada per setmana. La pràctica ens ha servit per fixar una sèrie de conceptes que normalment se solen presentar als alumnes de forma teòrica, per falta de disponibilitat d´horari en el departament per a impartir tècniques de laboratori. Dáquesta forma els alumnes s´han familiaritzat amb el material de laboratori i amb la seua utilització i amb les operacions bàsiques com: preparació de dissolucions, filtració, precipitació, cristal·lització, etc.. Per altra banda, el concepte de rendiment dúna reacció química, ha sigut il· lustrat de forma pràctica, amb lóbtenció de lálum de potassi, des de la matèria primera, paper dálumini, fins a lóbtenció del cristalls. El rendiment de la obtenció dáquesta sal ha sigut del 48 % .

En les qüestions prèvies, sols dos alumnes han arribat a la conclusió de que lálumini, una vegada ha reaccionat, es troba en dissolució amb estat dóxidació +3. Altres inclús deien que s´ havia evaporat.

Léxperiència ha sigut valorada molt positivament pels alumnes i en la seua opinió,

caldria realitzar moltes més pràctiques que recolzen les explicacions teòriques, doncs els conceptes que es materialitzen en experiències pràctiques, queden gravades en la memòria.

Bibliografia emprada.

- F.A. Cotton . G. Wilkinson.- 4a edició. “Advanced Inorganic Chemistry”.

- C.Mahr “Pràcticas de química inorgànica “ Ed. Grijalbo (1965) - Kleinberg et al. “Química Inorgànica “ Ed. Reverté.

obtenciÓ de l´alum potÀssic. - cac.es · l´alum potàssic o alum napolità , és una sal doble...

Documents