Dirección de educación media superior




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Procedimiento

Parte 1: ensayos de iones conocidos

Las disoluciones de los seis iones conocidos se hallan en goteros sobre tu mesa de trabajo. Utilízalas para realizar los ensayos que siguen.
COLOR

1. Observa los colores de las disoluciones y anótalos en tu tabla de datos.
ENSAYOS CON NaOH Y BaCl2

2. a.Coloca dos o tres gotas de cada disolución de ión conocido en sendas depresiones de una placa de toque. Una por una, ensaya cada disolución agregando una o dos gotas de disolución 3M de hidróxido de sodio (NaOH). Precaución: las disoluciones de hidróxido de sodio pueden dañar la piel. Lava perfectamente el área expuesta si llegas a tener contacto con ellas. Anota tus observaciones (Si tu placa tiene al menos seis depresiones limpias sin usar, continúa con el paso siguiente sin lavarla).

b. Coloca dos o tres gotas de cada disolución de ión conocido en sendas depresiones sin usar de la placa de toque. Una por una, ensaya cada disolución agregando una no dos gotas de disolución 0.1 M de cloruro de bario BaCl2. Precaución: los compuestos que contienen bario son tóxicos. Lava tus manos perfectamente si llegas a tocar esta disolución. Anota tus observaciones. No limpies la placa luego de realizar estos ensayos.

c. Agrega tres gotas de HCl 6M a cada una de las seis depresiones que contienen disolución de BaCl2. Precaución: el HCl 6M es una disolución ácida fuerte y relativamente concentrada. Lava tus manos perfectamente si llegas a tocar esta disolución. Anota tus observaciones. Limpia y enjuaga la placa.


  1. a. Coloca dos gotas de cada disolución de ensayo de cationes conocidos en sendos tubos de ensayo pequeños y limpios.

b. Humedece tres trozos de papel tornasol con agua destilada: colócalos sobre un vidrio de reloj.

c. Con una micropipeta, agrega alrededor de 1 mL. de NaOH 3 M a la disolución de un tubo de ensayo. No permitas que la disolución de hidróxido de sodio toque la boca o las paredes interiores del tubo. Inmediatamente después de agregar la sosa, adhiere una tira de papel tornasol húmeda a la parte superior de la pared interior del tubo de ensayo. La tira no deberá hacer contacto con la disolución.

d. Caliente suavemente el tubo de ensayo en un baño de agua caliente durante un minuto, sin que hierva el contenido. Anota tus observaciones al cabo de 30 segundos.

e. Repite los pasos 3c y 3d con los tubos de ensaye restantes.

4. Una mezcla de Fe 2+ y ácido sulfúrico produce una reacción característica en presencia de ion nitrato NO3 - Este “ensayo del anillo café” (Fe 2+ / H2SO4) puede servir para detectar la presencia de iones nitrato en una disolución. Sigue este procedimiento:

a. Coloca ocho gotas de disolución de ion nitrato en un tubo de ensayo pequeño limpio.

b. Agrega aproximadamente 1 mL. del reactivo de Fe SO4 y mezcla con cuidado.

c. Con cuidado y lentamente, vierte 1 mL. de ácido sulfúrico concentrado H2SO4 por la parte interior de tubo de ensayo inclinado, de manera que el ácido fluya a lo largo de la pared hacia la disolución que contiene el tubo sin agitarla. Precaución el H2SO4 concentrado es un ácido fuerte y muy corrosivo; si entrara en contacto con tu piel, lava de inmediato las áreas afectadas con agua corriente abundante e informa a tu profesor.

ENSAYOS A LA LLAMA

  1. a. Consigue un alambre de platino o nicromel insertado en un tubo de vidrio o en un tapón de corcho.

b. Prepara y enciende un mechero Bunsen. Ajusta la llama de manera que produzca un cono interior estable, de color azul claro, y un exterior azul pálido más luminoso.

c. Coloca alrededor de 2 mL de HCl 12 M en un tubo de ensayo. Sumerge el alambre en el HCl, luego coloca su extremo a la llama. Sitúa el alambre en la parte luminosa exterior de la llama, no en el cono central. Al calentarse el alambre al rojo vivo, la flama puede colorearse. El color se debe a los cationes metálicos que están sobre el alambre.

d. continúa sumergiendo el alambre en el HCl colocándolo en la flama hasta que haya poco o ningún cambio en el color azul de la llama cuando el alambre se calienta al rojo, lo que indicará que el alambre está limpio.

6. a. Sumerge el alambre limpio en la disolución de Fe+3 y colócalo luego en la flama de forma ya descrita. Observa cualquier cambio en el color de la llama, la intensidad del color y el tiempo total (en segundos) que permanece el color.

b. Limpian el alambre con HCl hasta que no produzca color a la llama

c. Repite los pasos 6a y 6b con las disoluciones K+ y NH4+

7. Cuando hayas observado los colores de la llama con los tres cationes, observa de nuevo la llama con K+ a través de un vidrio azul cobalto (o un vidrio de de didimio). Nuevamente toma nota del color, intensidad y duración de la llama. Tu compañero puede sostener el alambre en la llama mientras observas; luego intercambien lugares. Anota todas tus observaciones en la tabla de datos.
Parte 2: Ensayos con la disolución de fertilizante

  1. Solicita a tu profesor aproximadamente 5 mL de disolución de un fertilizante desconocido. Esta disolución contiene uno o más de los aniones y cationes analizados en la parte 1. observa y anota el color de la disolución desconocida.

  2. Siguiendo las instrucciones ya indicadas en la parte 1, efectúa todos los ensayos de la tabla de datos con la disolución de fertilizantes. Utiliza equipo de laboratorio perfectamente limpio y anota tus observaciones. ( Repite los ensayos si deseas confirmarlas)

  3. Compara tus resultados con los que obtuviste con las disoluciones conocidas. Identifica los aniones y cationes de la tabla de datos que están presentes en tu disolución de fertilizante.

  4. Lava tus manos perfectamente antes de salir del laboratorio.


Preguntas

  1. Menciona dos compuestos que podrán haber suministrado los iones presentes en tu disolución de fertilizantes desconocidos.

  2. Describe un ensayo que podrías realizar para decidir si una muestra de fertilizantes contiene iones fosfato.

  3. Si el papel tornasol indica que una cierta disolución de fertilizante es básica, ¿Cuál ion o iones, de entre los estudiados en esta actividad podrían estar presentes en la disolución?

  4. ¿Podría emplearse una vela en lugar del mechero Bunsen para efectuar los ensayos a la llama? Explica.

  5. La información reunida en esta actividad ¿te permitiría juzgar si un fertilizante específico es apropiado para un uso particular? Explica.


ACTIVIDAD DE LABORATORIO: FOSFATOS

American Chemical Society (1998). Quím.Com. Química en la Comunidad. Addison Wesley Iberoamericana. USA.
Preparativos

La mayoría de los paquetes de fertilizantes indican los porcentajes (en masa) de los nutrientes esenciales que contiene el producto. En esta actividad vas a determinar la masa y el porcentaje de un ion fosfato en una disolución de fertilizante. La técnica que emplearas, un método colorimétrico, se basa en el hecho de que intensidad del color de una disolución indica la concentración de la sustancia colorida. Una reacción química convierte iones fosfatos incoloros en iones coloridos. Para determinar el porcentaje de iones fosfato presentes, compararás el color de la disolución desconocida con los colores de disoluciones cuyas concentraciones se conocen.

A fin de preparar la disolución del fertilizante desconocido, diluye una disolución de éste en un factor de 50. con esto su concentración será apropiada para compararla con los estándares de color.
Procedimiento


  1. Rotula tubos como sigue 10ppm, 7.5 ppm, 5ppm. 2.5 ppm y X

  2. Sigue estos pasos para preparar la disolución del fertilizante desconocido:

    1. Coloca 0.5 g. de fertilizante en un vaso de precipitados de 400 mL rotula el vaso como “original”.

    2. Agrega 250 mL de agua destilada. Agita hasta que el fertilizante se disuelva por completo.

    3. Vierte 5.0 ml de esta disolución en un vaso de precipitados de 400 mL limpio y seco rotulado como “diluido”. Desecha los 245 mL restantes de la dilución original.

    4. Agrega 245 ml de agua destilada a los 5.0 mL de disolución en el vaso “diluido” agita para mezclar.




  1. Vierte 20 mL de la disolución diluida en el tubo de ensayo marcado como X , desecha la disolución diluida restante.

  2. En el tubo rotulado “10 ppm”, coloca 20 mL de la dilución estándar de 10 ppm de ion fosfato que te proporcionará tu profesor. Agrega disoluciones y agua a a los otros tres tubos de ensayo como se indica en seguida.




Concentración

(ppm)


Disolución estándar

de 10 pp de fosfato mL

Agua

destilada (mL)

7.5

15

5










2.5

5

15



  1. Agrega 2 mL. de reactivo de molibdato de amonio-ácido sulfúrico a cada uno de los cuatro estándares preparados y al de disolución problema.

  2. Agrega unos cuantos cristales de ácido ascórbico a cada tubo. Agita para disolver.

  3. Preparar un baño de agua agregando unos 200 mL de agua de la llave en un vaso de precipitados de 400 mL Pon el vaso en un soporte con anillo arriba de un mechero Bunsen. Coloca los cinco tubos de ensayo en el baño de agua.

  4. Calienta el baño de agua con los tubos y colócalos en orden numeración ensayo hasta que se desarrolle una coloración azul en la disolución de 2.5 ppm. Apaga el mechero.

  5. Deja enfriar los se tubos durante un momento. En seguida, utiliza unas pinzas de tubo de ensayo para retirar los tubos del baño de agua y colócalos en orden numérico en una gradilla.

  6. Compara el color de la disolución problema con los de las disoluciones estándar. Cuya coloración se aproxime más a la suya.

  7. Estima la concentración en ppm de la disolución problema con base en los estándares de color conocido. (por ejemplo, si el color de la disolución problema se halla entre el de los estándares de color de 7.5 y 5 ppm., Podrías decidir que se trata de una disolución de 6 ppm o 6 g. de fosfato PO4 3- por 106 g. de disolución). Anota el valor estimado.

  8. Lava tus manos perfectamente antes de salir del laboratorio.



Cálculos

  1. Calcula la masa del ion fosfato en el fertilizante mediante esta ecuación coloca el valor numérico de la concentración (en ppm) de la disolución problema en el espacio blanco.


g. de PO4 3-

Masa de PO4 3- (g) = ----------------------------- X 250 g. de disolución X 50
106 g de disolución
El factor de 50 en el cálculo da cuenta de la disolución de la disolución de fertilizantes en esa proporción. Si multiplicamos la masa de fosfato calculadas por 50, la ajustamos a su valor anterior a la disolución. Anota la masa calculada del ion fosfato.
2.Calcula el porcentaje de ion fosfato ( en masa) en la mustra de fertilizante:

Masa de ion fosfato ( paso 11)

% de PO4 3- = ----------------------------------------------- X 100

Masa de fertilizante ( 0.5 g)

Anota este valor.

Preguntas

  1. Menciona dos productos domésticos o bebidas cuyas concentraciones relativas podrían estimar simplemente observando la intensidad de su color.

  2. Con frecuencia se utilizan instrumentos llamados colorímetros para determinar la concentración de un soluto: miden la cantidad de luz que pasa a través de una muestra problema y la comparan con la cantidad de luz que atraviesa una disolución con la cantidad de luz que atraviesa una disolución estándar conocida. ¿Cuáles son las ventajas de un colorímetro respecto al ojo humano?

  3. Explica esta expresión: la precisión del análisis colorimétrico depende del cuidado que se tenga al preparar los estándares.

  4. ¿Cómo podría aprovecharse una reacción que produce un precipitado para determinar la concentración del ión?

  5. a. ¿por qué es importante para los agricultores conocer con exactitud la composición porcentual de los fertilizantes que utilizan?

b. ¿Qué riesgos (o costos) implica la aplicación de mas cantidad de la necesaria de un nutriente al suelo?

4.3.3 LAS PLANTAS REQUIEREN DE UN FERTILIZANTE ESPECIAL

EFECTOS DEL NITRÓGENO EN LAS PLANTAS:

www.scribd.com/doc/8555747/Evolucion-de-La-Industria-de-Fertilizantes

La presencia del Nitrógeno es indispensable para promover el crecimiento de tallos y hojas en pastos, árboles, arbustos y plantas en general; corrige el "amarillamiento" (cuando este fenómeno se da por falta de Nitrógeno, pues también se puede dar por falta de Hierro (Fe). Corrige los suelos alcalinos dándoles mayor acidez (respecto al significado de "ácido" y "alcalino" hablaremos más adelante), asimismo, el Nitrógeno es un elemento fundamental en la nutrición de los microorganismos que existen en el suelo, mismos que son indispensables para la nutrición de las plantas (de esto hablaremos al tratar el tema de los abonos); una planta o pasto con presencia de Nitrógeno es siempre un vegetal verde ya que éste promueve el verdor en todo tipo de plantas. De la misma manera, el Nitrógeno es indispensable para la producción de proteínas en vegetales comestibles.

El Nitrógeno se puede presentar en los fertilizantes de dos formas: Nitrógeno Nítrico y Nitrógeno Amónico; el primero no necesita transformarse químicamente en el suelo para ser aprovechado por las plantas, por consiguiente, su absorción es más rápida, por el contrario, el Nitrógeno Amónico requiere llevar a cabo efectos de transformación química en el suelo para convertirse en Nitrógeno Nítrico.  

 IMPORTANCIA DEL FÓSFORO EN LAS PLANTAS:

Es importante la presencia del Fósforo pues, entre otras cosas, fortalece el desarrollo de las raíces (principal conducto para la alimentación de las plantas), estimula la formación de botones en flores y de frutillas en árboles, evita el fenómeno del "aborto" o abscisión que es la caída prematura de flores, frutos, botones y frutillas. Su movimiento en la tierra es lento a comparación de otros elementos nutricionales por lo que se deben usar formulaciones bajas en contenido de Fósforo "en tierras contenidas" (es decir macetas, jardineras, etc.).  

 IMPORTANCIA DEL POTASIO EN LAS PLANTAS:

El Potasio, como los otros dos elementos anteriores, también tiene funciones primordiales en la nutrición, diferentes pero no por ello menos o más importantes, sino complementarias de los otros: promueve el desarrollo y crecimiento de flores y frutos; da resistencia a las plantas contra plagas y enfermedades, heladas y sequías; determina la mayor o menor coloración en flores y frutales y el sabor en éstos últimos, es, asimismo, esencial para la formación de Almidones y Azúcares. El Potasio regula la fotosíntesis y es bueno para todas las plantas, especialmente para las plantas que producen flores.

Potasio se puede presentar en los fertilizantes de dos formas: como sales de Cloruro o como Sulfato. De ambos, es más aprovechable y menos riesgoso el uso del Sulfato de Potasio, solo que su costo es sensiblemente más alto que el del Cloruro, que puede cumplir su cometido en la nutrición si es aplicado adecuadamente; el uso de los cloruros de manera indiscriminada y sin conocimiento resulta contraproducente.

Existen además de estos tres elementos "mayores" a que nos hemos referido otros mejor conocidos como "secundarios", a saber: Calcio (Ca), Azufre (S) y Magnesio (Mg). Existe un tercer género de elementos conocidos como "elementos menores" o "micro elementos" como son el Hierro (Fe), Cobre (Cu), Zinc (Zn), Boro (B), Molibdeno (Mb), Aluminio (Al), etc. De todos los elementos anteriormente señalados ya sean secundarios o menores, todos tienen una función específica complementaria de los tres elementos mayores antes descritos. Por ejemplo, el Nitrógeno se complementa con el Hierro y ambos conjuntan una nutrición completa donde nunca se manifestará el "amarillamiento" por falta de nutrición; el Magnesio, es necesario para que se realice adecuadamente la función clorofiliana en las hojas; el Potasio se complementa con el Zinc y ambos determinan eficazmente la calidad de los frutos, y así sucesivamente.
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