Informes de Obtención de Materiales

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Para obtener el hidróxido de zinc, se procedió de manera análoga a la del hidróxido férrico. Se recogió el líquido restante de la filtración, libre de hierro, y se fueron añadiendo volúmenes más o menos regulares de disolución de sosa, midiendo el pH y pesando el conjunto vaso de precipitado + disolución + pipeta pasteur. Al llegar a pH 7 aproximadamente, cuando no debe quedar cinc (II) en la disolución, se procede a filtrar el precipitado. La filtración se realiza de igual manera. Por último se seca el precipitado de zinc en una estufa durante 1 semana para obtener óxido de cinc. Las reacciones de deshidratación de los distintos hidróxidos son:

[pic 9]

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RESULTADOS EXPERIMENTALES

Los datos obtenidos de pH para cada masa medida de masa del sistema disolución de sosa + vaso de precipitado + pipeta pasteur, así como la masa calculada añadida de disolución de sosa fueron:

[pic 10]

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Hay que tener en cuenta que la filtración para separar el hidróxido de hierro (III) se realizó a pH 5,19 por lo que los datos anteriores corresponden a su precipitación, y los posteriores corresponden a la precipitación del hidróxido de cinc.

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TRATAMIENTO Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

A partir de la masa añadida de disolución de sosa 1M es posible obtener cuanto hierro ha precipitado, conociendo la densidad de la disolución, su concentración, la estequiometría de las reacciones así como el hierro total existente al inicio en la disolución. Análogamente se puede proceder para el caso del zinc.

La masa de cada metal existente en disolución al inicio es la siguiente:

[pic 11]

Para calcular el porcentaje de cada metal precipitado se realizó el siguiente cálculo:

[pic 12]

[pic 13]

Obtener los porcentajes en disolución es trivial, 100­%precipitado

Con todo esto, los valores obtenidos de porcentajes en disolución y precipitados para cada metal fueron los mostrados en la tabla:

[pic 14]

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De la representación gráfica de los datos se obtuvieron las siguientes gráficas:

[pic 15]

[pic 16]

Puede observarse que en ningún caso se ha precipitado teóricamente todo el metal presente en la disolución, aunque según la gráfica 1 de las curvas de solubilidad, para los pH a los que se han llegado es imposible la existencia de cationes metálicos en disolución. Estas curvas están basadas en consideraciones termodinámicas por lo que deben ser tomadas como verdad absoluta. Así, debemos buscar un explicación a estas dos últimas gráficas, pues indican que se ha empleado una cantidad de disolución de NaOH menor de la que debería haber sido para llegar a los valores de pH que marca el pHmetro.

Se podría pensar que la disolución concentrada de sulfato de hierro (III) concentrada no tenía la concentración que se indicaba por ejemplo, si no una menor, así el hierro (III) teórico en nuestra disolución problema no sería 0,6g sino menos. En cuanto al caso del zinc (II) se podría pensar en que el

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reactivo inicial a partir del cuál se prepara la disolución no tendría una pureza del 100% si no una menor, obteniéndose una disolución no de 2g/l de cinc (II) sino de una concentración menor. También podría pensarse en una posible contaminación con otras sales, de manera que parte de los cationes metálicos hayan precipitado no en forma de hidróxido sino de cualquier otra sal.

Por último, conociendo la masa de hidróxido de cada metal que ha precipitado y conociendo la estequiometría de la reacción de deshidratación de estos hidróxidos es posible calcular la masa teórica de óxido de los metales que se debería obtener. Los cálculos fueron los siguientes:

[pic 17]

Estos son los valores teóricos que se deberían obtener de óxidos tras secar en estufa durante una semana, sin embargo, se obtuvieron 1,55g de óxido férrico y 0,95g de óxido de cinc. Son valores muy superiores a los que se deberían haber obtenidos, sobre todo en el caso del óxido de hierro. La explicación a esta discordancia entre teoría y práctica podría residir en que la deshidratación no ha sido completa, o en que ha habido una rehidratación debido al tiempo que ha pasado entre que se sacó el sólido de la estufa y este fue pesado. También en la posible existencia de contaminantes y otras sales que podrían haber precipitado en caso de que hubiera contaminantes en la propia disolución. Todo esto podría comprobarse haciendo un análisis composicional cualitativo por ejemplo.

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CONCLUSIONES

Haciendo una valoración total de la práctica así como de los resultados finales obtenidos, podría decirse que el método para remover cationes metálicos como el cinc (II) y el hierro (III) mediante precipitación a diferente pH efectiva. Se puede decir esto pues hay una diferencia de pH crítico considerable para la precipitación. Sin embargo, este ha sido un ensayo a escala de laboratorio de manera discontinua. Para poder implementar este sistema a escala industrial el proceso debe hacerse de manera continua, es necesario para que sea rentable, requisito principal el económico.

Por otro lado, si existen más metales en disolución, el proceso debería ser más elaborado en el caso de que sus pH críticos de precipitación intercedan con los del cinc y el hierro. También si hubiera presencia de hierro (II) en vez de hierro (III) este seguiría estando en disolucíón incluso al pH al que precipita el cinc (II), por lo que habría que reducirlo. Todo esto sirve para poner en evidencia que el caso tratado en el laboratorio es bastante idílico, pues solo se tiene una disolución de dos cationes metálicos.