UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL_______________________________________

ELECTROGRAFA1. OBJETIVO

Analizar experimentalmente distintas muestras mediante la electrografa.

2. FUNDAMENTO TERICOLa electrografa es una tcnica de anlisis cualitativo, que se basa en la disolucin andica del metal o tipo de aleacin a analizar, sobre un medio apropiado para luego realizar ensayos cualitativos de coloracin especficos sencillos. Esta tcnica es un mtodo auxiliar del anlisis qumico cualitativo dirigido esencialmente para los metales y/o aleaciones y es de gran utilidad para el anlisis de recubrimientos metlicos adems de la identificacin de algunos componentes de la aleacin.La presencia de recubrimientos metlicos, el tipo de metal recubrimiento son factores que influyen en la clasificacin arancelaria (aspecto monetario, econmico), siendo de gran importancia arancelaria los recubrimientos de zinc, plata, cromo, nquel, estao cobre y oro.La electrografa como mtodo de anlisis cualitativo, consiste en hacer pasar una corriente elctrica continua a travs de la muestra de aleacin que se analiza, colocando entre la muestra y el ctodo del circuito un papel filtro humedecido con un electrolito. El campo elctrico aplicado facilita la disolucin de una pequea cantidad superficial de la muestra, en contacto con el electrolito y los iones as formados se depositan en el papel filtro, donde luego sern fcilmente reconocidos los iones mediante el uso de reactivos especficos dentro del ensayo analtico cualitativo, de esta manera los reactivos reaccionarn con cada uno de los iones presentes de la muestra dando compuestos, incluyendo complejos, con una coloracin caracterstica. La duracin de cada prueba no dura ms de 30 a 40 segundos ni consume ms de 0.5 mL de los reactivos a utilizar. Otra forma de usar el medio donde se depositarn los iones a analizar, es usando silicagel, ya que ste tiene la ventaja de mantener alta la concentracin del catin a analizar cerca de la zona de contacto de la muestra (nodo) con la slica. La mayor concentracin por unidad de rea aumenta la sensibilidad del mtodo y facilita la interpretacin de los resultados. La sencillez de este mtodo lo hace apropiado y aplicativo para anlisis de aleaciones a nivel de industria

3. PICTOGRAMASH2O2

Descripcin: Perxido de Hidrgeno.Aspecto: Lquido, lmpido, incoloro, olor caracterstico acre.Propiedades: Pto. de fusin es de -52 C , miscible con el aguaPeligro: Puede ser fatal al ingerir. Al inhalar causa irritacin de nariz y garganta, dificultad para respirar.Prevencin: Conservar en rea ventilada y fresca alejado de fuentes de calor, equipo de proteccin personal al manipularlo

NH4OH

Descripcin: Hidrxido de amonioAspecto: Lquido incoloro y con mal olor.Propiedades: Pto. De ebullicin 36 C Peligros: El contacto directo puede causar sensacin de irritacin severa en horas siguientes al contacto. En la piel puede causar ulceracin. Prevencin: Mantenga el recipiente bien cerrado. Mantenga el recipiente en lugar fresco y bien ventilado

HNO3

Descripcin: cido NtricoAspecto: Completamente miscible en agua.Propiedades: Pto. De fusin -42 CPeligros: irritante y causa quemaduras y ulceracin de todos los tejidos con los que est en contacto.Prevencin: Almacenar en lugares fros, secos y bien ventilados. Alejado de lcalis, metales, productos orgnicos, material oxidable.

KSCN

Descripcin: Tiocianato de Potasio, llamado tambin potasio rodanuro.Aspecto: slido blanco inodoroPropiedades: Pto. De fusin 173C, es una sustancia soluble en agua.Peligros: Nocivo por inhalacin, por ingestin y por contacto con la piel y ojos. En contacto con cidos libera gases txicos.Prevencin: Mantener en envases cerrados protegidos de la luz solar, mantener en ambiente ventilado, evitar el paso al desage, evitar almacenarse cerca a agentes oxidantes.

DIMETILGLIOXIMA

Descripcin: Tambin se le llama DiacetildioximaFrmula Qumica: C4H8N2O2Aspecto: Slido blancoPropiedades: Pto. de fusin es de 241 C , es un sustancia poco soluble en agua.Peligro : Nocivo por ingestin, puede provocar vapores txicos NOXPrevencin: Mantener en envases muy cerrados y con un ambiente fresco, en caso de inhalacin trasladar a la persona al aire libre, en caso de ingestin tomar abundante agua.

K2CrO4

Descripcin: Cromato de Potasio Aspecto: Lquido fumante que va de incoloro a un amarillo claro con olor irritante.Propiedades: Soluble en agua y sustancias polares.Peligros: Reacciona con bases fuertes y aluminio, provoca quemaduras en la piel e irritacin severa en tracto digestivo y respiratorio, en contacto con metales desprende gas hidrogeno (gas inflamable).Prevencin: Almacenar alejado de las bases fuertes y metales, evitar derrames en alcantarillado, alejar de fuentes calorficas, en caso de ingestin beber abundante agua.

NH4OHDescripcin: Hidrxido de AmonioAspecto: Solido polvoso blancoPropiedades: Pto. de Ebullicin:210CPto de fusin:169CPeligros: Inhalacin ,causa dolor de cabeza, dolor de garganta , en contacto causa enrojecimiento de la pielPrevencin: Proteccin respiratoria y usar guantes y ropa de seguridad.

Pb(NO3)2

Descripcin: Nitrato de PlomoAspecto: Polvo blanco sin olorPropiedades: Pto. de fusin: 501CPto. de ebullicin: 950CPeligros: Sus emisiones de fusin de fundicin son considerados peligrosos reproductivo en los seres humanos.Prevencin: Si inhalara, respirar al aire fresco, si lo consume de inmediato inducir al vomito

4. PARTE EXPERIMENTAL

4.1. Observaciones

ACERO: Porcin 1: al agregar HNO3 no se producen cambios, al agregar KSCN se torna de color rojo sangre. Porcin 2: al agregar NaOH y H2O2 no se producen cambios, al agregar Pb(NO3)2 se not la presencia de un precipitado blanca con solucin amarilla. Porcin 3: al agregar NaOH, HNO3 y H2O2 no se producen cambios, al agregar NaBiO3, se torn de color marrn.

NICROM: Porcin 1: se torna de color rojo, presencia de burbujas y desprendimiento de gases. Porcin 2: al agregar NaOH no se producen cambios, luego agregamos H2O2 y Pb(NO3)2, se torna de color amarillo claro con un pequeo precipitado blanco. Porcin 3: luego de agregar NH4OH y dimetilglioxima el papel se torna fucsia con desprendimiento de gases.

MONEDA BLANCA:Al sacarla del electrografiado dejo una marca celeste. Porcin 1: se torna de color rosado. Porcin 2: luego de agregarle NH4OH, se torna de color azul. Porcin 3: desprendimiento de gases, se torna de color amarillo verdoso con un pequeo ppdo. rojo oscuro.

MONEDA AMARILLA:Al sacarla del electrografiado dejo una marca celeste. Porcin 1: despus de agregar NH4OH y dimetilglioxima, esta se torn verde oscuro. Porcin 2: luego de agregarle NH4OH, se torna de color azul. Porcin 3: luego de agregar dietilanilina, CH3COOH y K3Fe(CN)6, el papel se torna verde amarillento con pequeo ppdo. color rojo marrn..

RIN: Porcin 1: se agrega dietilanilina, CH3COOH y K3Fe(CN)6, el papel se torna amarillo verdoso pero con un pequeo ppdo. rojo marrn. Porcin 2: se agrega K2CrO4, se torna de color amarillento.

4.2. Diagrama de FlujoColocar la muestra de acero sobre papel filtro humedecido con NaNO3, electrografiar por 30 segundos.Se agrega HNO3 conc. Y KSCNSe agrega NaOH, H2O2 al 3%, HNO3 conc. y NaBiO3(s)Se agrega NaOH, H2O2 al 3% y Pb(NO3)2Colocar la muestra de nicrom sobre papel filtro humedecido con NaNO3, electrografiar por 30 segundos.Se agrega HNO3 conc. Y KSCNSe agrega NH4OH y dimetilglioximaSe agrega NaOH, H2O2 al 3% y Pb(NO3)2Colocar la muestra de una moneda blanca sobre papel filtro humedecido con NaNO3 y NaCl, electrografiar por 30 segundos.Se agrega NH4OH y dimetilglioximaSe agrega NH4OH Se agrega dietilanilina, CH3COOH y K3Fe(CN)6

Colocar la muestra de una moneda amarilla sobre papel filtro humedecido con NaNO3 y NaCl, electrografiar por 30 segundos.Se agrega NH4OH y dimetilglioximaSe agrega NH4OH Se agrega dietilanilina, CH3COOH y K3Fe(CN)6Colocar la muestra de un rin sobre papel filtro humedecido con NaNO3 y NaCl, electrografiar por 30 segundos.Se agrega K2CrO4Se agrega dietilanilina, CH3COOH y K3Fe(CN)6

4.3. Reacciones Qumicas

Primera Parte:

Disociacin: KSCN K+ + SCN-Formacin: Fe+3+SCN- (FeSCN)+2 (rojo sangre)

Segunda Parte:

Disociacin: NaOH Na+ + OH- Pb(NO3)2 Pb2+ + NO3-

Formacin: Cr+3 +OH- Cr(OH) 3(s) Cr(OH)3 + OH- Cr(OH)4-(ac) 2Cr(OH)4- +3H2O2+2OH- 2CrO42- +8H2O CrO4-2 +Pb+2 PbCrO4(s) (Amarillo)

Tercera Parte: NaOH Na+ + OH- Disociacin: H2O +HNO3 H3O+ + NO3- NaBiO3(ac) Na++ BiO3- Formacin: Mn+2 + 2OH- Mn(OH)2(s) Mn(OH)2 + H2O2 2H2O +MnO2(S) MnO2 +O2-2 +4H3O Mn2+ +O2 +6H2O 2Mn+2 +5BiO3- +14H3O 2MnO4- +5Bi+3 +21H2O(Marrn Rojizo) Reacciones 2: Primera Parte:

Disociacin: KSCN K+ + SCN- Formacin: Fe+3+SCN- (FeSCN)+2 (rojo sangre)

Segunda Parte:

Disociacin: NaOH Na+ + OH- Pb(NO3)2 Pb2+ + NO3- Formacin: Cr+3 +OH- Cr(OH) 3(s) Cr(OH)3 + OH- Cr(OH)4-(ac) 2Cr(OH)4- +3H2O2+2OH- 2CrO42- +8H2O CrO4-2 +Pb+2 PbCrO4(s) (Amarillo) Tercera ParteNi2+ + 2H2O + 2CH3(NOH)CC(NOH)CH3 Ni[(CH3CHNO)C(NOH)CH3]2+2H3O+

Reaccin 3:

Primera ParteNi2+ + 2H2O + 2CH3(NOH)CC(NOH)CH3 Ni[(CH3CHNO)C(NOH)CH3]2+2H3O+ Segunda Parte

Disociacin: NH4OH NH3 +H2O Formacin: Cu2+ +4 NH3 Cu(NH3)42+

Tercera Parte:

Zn+2 +Fe(CN)63- Zn3[Fe(CN)6]2(s)

Reaccin 4:

Primera Parte

Zn+2 +Fe(CN)63- Zn3[Fe(CN)6]2(s) (Ladrillo) Segunda Parte: Disociacin: K2CrO4 CrO42- + K+ Formacin: Pb+2 + CrO4- PbCrO4 (Amarillo)

4.4. Conclusiones

Deducimos que los electrolitos aadidos para analizar cada caso son reactivos que nos ayudan a crear el medio adecuado, en donde los reactivos especficos nos ayudan con la identificacin de los cationes presentes en la muestra. Tanto en el acero como en el nicrom, existe la presencia de Fe3+ debido a la formacin del complejo con color rojo sangre (color caracterstico) usando el KSCN (ac). Esto en un medio cido. En el caso de las monedas (blanca y amarilla) ambas presentan Cu2+ debido a que se forma una coloracin azul turquesa en el papel filtro al aadir NH3(ac) dando este color caracterstico, de la misma manera existe la presencia de Zn2+ por la formacin de un ppdo. medio rojizo oscuro (formacin de un complejo), esto debido a la dietilanilina y K3Fe(CN)6,esto ocurre en un medio ligeramente cido. Para el mismo caso de las monedas, deducimos que la moneda blanca si existe apenas la presencia de iones Ni2+ porque se observ la formacin de un ppdo. rosado rojizo debido al NH3(ac) y DMG, sin embargo esto no ocurre en la moneda amarilla por lo que deducimos que en esta moneda no existe presencia de iones Ni2+. Se deduce que esto se debi al corte del papel filtro que no encerr el rea de contacto donde posiblemente no se hallaban Ni2+. En el caso del rin, deducimos la existencia del Zn2+ (formacin de un ppdo. rojo oscuro) y la existencia de Pb2+ debido a que el cromato de potasio evidenci el color amarillo con un pequeo ppdo. blanco caracterstico que forma el Pb. Para identificar al Zn2+ notamos esa pequea formacin de ppdo. rojo marrn en el caso de las monedas y rin, sin embargo su presencia no es tan notoria por lo que se deduce que la concentracin es baja o muy baja. Deducimos que usando el papel filtro, la concentracin de los iones a identificar no es tan alta debido a que los colores que se evidenci en algunos casos no se pueden apreciar bien. Si cambiamos el papel filtro por silicagel, deducimos tericamente que podemos aumentar la concentracin de iones a identificar obteniendo mejores resultados.

5. USOS INDUSTRIALES DE LOS CATIONES

HIERROEl hierro se disuelve en cido clorhdrico concentrado o diluido y en cido sulfrico diluido con desprendimiento de hidrgeno y formacin de sal ferrosa, con cido sulfrico concentrado y caliente se produce dixido de azufre y sulfato frrico. Con cido ntrico diluido en frio se obtienen los nitratos ferrosos y de amonio, mientras que con cido ms concentrado se produce sal frrica y el xido nitroso u xido ntrico.

CROMO

El metal es soluble en cido clorhdrico produciendo un cloruro cromoso, CrCl2, azul en ausencia de aire, pues si no se forma el cloruro crmico, CrCl3, se desprende hidrgeno. El cido sulfrico diluido reacciona en forma similar formando sulfato cromoso, CrSO4, en ausencia de aire y sulfato crmico, Cr2 (SO4)3, en presencia del aire. El cido sulfrico concentrado y el ntrico concentrado o diluido motivan la pasividad del metal

PLOMOSu utilizacin comocubiertapara cables, sigue siendo una forma deempleoadecuada. La ductilidad nica del plomo lo hace particularmente apropiado para esta aplicacin, porque puede estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores internos. Los pigmentos que se utilizan con msfrecuenciay en los que interviene este elemento son: albayalde, sulfato bsico de plomo, el tetrxido de plomo tambin conocido como minio, cromatos de plomo, el silicatoeno de plomo. Se utilizan una gran variedad de compuestos de plomo comoestabilizadorescontra el calor y la luz para los plsticos de cloruro de polivinilo.

COBRE

El cobre se emplea principalmente en la conduccin elctrica y en telefona. Para aprovechar sus propiedades elctricas debe emplearse en estado puro, mientras que si interesa por su inalterabilidad y sus propiedades mecnicas, es conveniente utilizarlo en alguna de sus mltiples aleaciones posibles con la mayora de los metales como el zinc, estao, plomo, nquel, etc.

MANGANESO

Las aleaciones con aluminio y antimonio, especialmente con pequeas cantidades de cobre, son ferromagnticas. El manganeso es ferromagntico slo despus de tratamientos especiales. Oxidante en la obtencin de uranio y otros procesos qumicos. El permanganato es un potente oxidante en medio cido y se utiliza en anlisis cuantitativo (permanganimetras), blanqueante, decolorante de madera y aceites, y en medicina: desinfectante.

NIQUEL

Se utiliza en aleaciones duras, maleables y resistentes a la corrosin, en niquelados y plateados, para monedas, catalizadores, instrumental qumico y equipos de laboratorio, en pilas termoelctricas, acumuladores de niquel-cadmio y sustancias magnticas. Tambin se emplea en la fabricacin de aceros especiales como el acero inoxidable.

ZINC

Galvanizado del acero. Aleaciones de metales. Recubrimiento de metales. Protector de metales. Galvaniza los metales. Excelente conductor del calor y electricidad.

6. BIBLIOGRAFA

Arthur I. Vogel (1974), Qumica Analtica Cualitativa, Buenos Aires, Ed. Kapelusz , Separacin Sistemtica en grupos de los cationes, pg. 379

Ray U. Brumblay (1995), Anlisis Cualitativo, Mxico, Ed. Continental, Plan General en el Anlisis Cualitativo, pgs. 8-10.

LABORATORIO N6 ANLISIS QUMICO CUALITATIVOPgina 9