ENSAYOS AL CARBÓN

OBJETIVO

Identificar los cationes de distintas sales mediante reacciones que nos permitan observar sus propiedades de volatibilidad, fusibilidad y reductibilidad.

FUNDAMENTO

Se trata de uno de los ensayos más clásicos de la Mineralogía y requiere una especial destreza por parte del operador. Se considera que este ensayo es orientativo sobre la presencia de determinados elementos, en su mayoría metales de transición y semimetales tales como arsénico, antimonio, bismuto, selenio y teluro. Sin embargo, otros elementos no presentan comportamiento característico.

Este análisis se realiza en pequeños bloques de carbón de unos 10 cm. de longitud, 3 cm. de anchura y 1 cm. de espesor, aproximadamente. El carbón vegetal debe ser de grano fino y uniforme. No ha de ser tan blando que se deshaga fácilmente entre los dedos, ni tan duro que no pueda cortarse con facilidad y raspado con un cuchillo. El carbón vegetal se emplea como soporte sobre el cual se efectúan varias reacciones. Por ejemplo algunos metales, pueden obtenerse por reducción de sus minerales por medio de la llama del soplete, si se efectúa el experimento sobre el carbón vegetal. Uno de los usos más importantes del bloque de carbón de vegetal es la obtención sobre su superficie de aureolas de óxido características.

El procedimiento se efectúa mezclando un poco de la sustancia a analizar, finamente pulverizada, con doble o triple cantidad de carbonato de sodio en polvo, introduciendo un poco de esta mezcla en un orificio practicado en el carbón con una navaja u otro objeto similar y dirigiendo contra ella el dardo del soplete (llama reductora) hasta la fusión de la masa y absorción del exceso de Na2CO3 por los poros del carbón.

Los fenómenos que se pueden observar son:

La sustancia deflagra debido a que desprende con facilidad oxígeno al ser calentada (nitratos, cloratos, bromatos, yodatos, percloratos, etc.).

La sustancia decrepita por rotura violenta de cristales que contienen agua de interposición (cloruro sódico, galena, baritina).

La sustancia puede dar un botón o glóbulo metálico o una aureola, o ambas cosas simultáneamente. En este caso conviene el empleo del carbonato sódico como fundente, e incluso del carbón en polvo (se sustituye el carbonato sódico por cianuro potásico más reductor en el caso del Sn y

Ag). Las propiedades de los metales que intervienen en este ensayo son: volatilidad, fusibilidad y reductibilidad.

FENÓMENOS ESPECÍFICOS DE LOS CATIONES

1

2

3

RESULTADOS

Catión Reacción ObservaciónPb Pb(NO¿¿3)2+Na2CO3 Δ

→PbCO3+2NaNO3 ¿

PbCO3 Δ→PbO+CO2↑

2 PbOΔ→2 Pb0+O2↑

Botón gris y aureola amarillo-naranja.

Bi Bi(NO¿¿3)3+3Na2CO3 Δ→Bi2(CO¿¿3)3+6NaNO3¿¿

Bi2(CO¿¿3)3Δ→Bi2O3+3CO2↑¿

2Bi2O3 Δ→4 Bi0+6O2↑

Botón gris y aureola amarillo-naranja.

Sb Sb(NO¿¿3)3+3Na2CO3 Δ→Sb2(CO¿¿3)3+6NaNO3 ¿¿

Sb2(CO¿¿3)3 Δ→Sb2O3+3CO2↑¿

2Sb2O3 Δ→4 Sb0+6O2↑

Botón gris y aureola grisácea.

Al 2 Al2(SO¿¿4)3+6Na2CO3 Δ→2 Al2(CO¿¿3)3+6Na2SO4 ¿¿

Al2(CO¿¿3)3 Δ→Al2O3+3CO2↑¿

Al2O3+2Co(NO¿¿3)2 Δ→2Co(AlO¿¿2)2+4N O2+O2↑¿¿

Masa blanca con brillo intenso.

Mg MgSO4+Na2CO3Δ→MgCO3+Na2SO4

MgCO3 Δ→MgO+3CO2↑

MgO+Co(NO¿¿3)2Δ→CoMgO2+2N O2+O 2↑¿

Masa blanca con brillo intenso.

Zn Zn(NO¿¿3)2+Co(NO¿¿3)2 Δ→CoZnO2+4NO 2+O2↑¿¿Masa amarilla que se

vuelve verde con nitrato de cobalto.

Fe 2 Fe(NO¿¿3)3+3Na2CO3 Δ→Fe2(CO¿¿3)3+6NaNO3¿¿

Fe2(CO¿¿3)3Δ→Fe2O3+3CO2↑¿

2 Fe2O3 Δ→4 Fe0+3O2↑

Lámina negra magnética.

Ni ¿(NO¿¿3)2+Na2CO3Δ→NiCO3+2NaNO3 ¿

NiCO3 Δ→NiO+CO2↑

2NiO Δ→2Pb0+O2↑

Lámina negra magnética.

Co Co(NO¿¿3)2+Na2CO3 Δ→CoCO3+2NaNO3 ¿

CoCO3 Δ→CoO+CO2↑

2CoOΔ→2Co0+O2↑

Lámina negra magnética.

Cd Cd (NO¿¿3)2+Na2CO3 Δ→CdCO3+2NaNO3¿ Aureola rojiza.

CdCO3 Δ→CdO+CO2↑

2CdOΔ→2Cd0+O2↑

Cu Cu(NO¿¿3)2+Na2CO3 Δ→CuCO3+2NaNO3 ¿

CuCO3 Δ→CuO+CO2↑

2CuOΔ→2Cu0+O2↑

Lámina café-rojiza.

As As(NO¿¿3)3+3Na2CO3 Δ→As2(CO¿¿3)3+6NaNO3 ¿¿

As2(CO¿¿3)3 Δ→As2O3+3CO2↑¿

2 As2O3 Δ→4 As0+6O2↑

Aureola blanca, desprende olor a ajo.

CONCLUSIÓN

Logramos identificar los cationes de distintas sales analizadas mediante la técnica de ensayos al carbón. Pudimos observar que ciertos grupos de compuestos dan características similares (por ejemplo las láminas magnéticas de Fe, Co y Ni). No es una técnica sencilla, pues ser requiere destreza desde la perforación del carbón hasta dirigir la llama adecuada para que se efectúe la reacción. También, se debe tener en cuenta que no todas las reacciones necesitan la misma cantidad de calor, pues unas con muy poco pueden llegar al color negro y otras necesitan mucho esfuerzo de quien la realiza para aplicar el calor necesario.

BIBLIOGRAFÍA

1, 2 y 3: Elaboración de una guía practica de métodos analíticos cualitativos para la identificación directa de cationes y aniones inorgánicos.Balcáceres. González.Universidad de El Salvador.Mayo 2004.p. p. 121-124

Análisis inorgánico cualitativo sistemáticoBuscaron, Capitán García, Capitán VallveyEditorial RevertéSéptima edición.2005p. p. 50-51

Química analítica cualitativaBurriel, Lucena, Arribas, HernándezEditorial Cengage LearningDecimoctava edición.2008p. 954

Introducción a la mineralogíaURL: http://greco.fmc.cie.uva.es/mineralogia/contenido/intr_miner2_4_1_1_1.htmlConsultado: 02 de Octubre de 2015