En este laboratorio, combinará cloruro de níquel hexahidratado y etilendiamina en agua para producir cloruro de tris(etilendiamina) níquel. Cuando el cloruro de níquel hexahidratado se disuelve en agua, se reorganiza para convertirse en el catión hexaaquaníquel y dos aniones cloruro.
La adición de etilendiamina da como resultado tres moléculas de etilendiamina que se intercambian con las seis moléculas de agua. Esto generalmente sucede una molécula de etilendiamina a la vez. Por lo tanto, el complejo de níquel pasará a través de los intermedios de níquel tetraaquaetilendiamina azul claro y níquel diaquabisetilendiamina azul oscuro antes de formar el producto de cloruro de níquel tris (etilendiamina) púrpura.
Con base en este proceso especial, puede adivinar que el cloruro de níquel hexahidratado será su reactivo limitante. Probará esta hipótesis utilizando las cantidades de los reactivos que agregó durante la reacción para determinar el rendimiento teórico. También precipitará el producto de la solución y medirá la masa. Una vez que conozca el reactivo limitante y la masa del producto final, puede calcular el rendimiento recuperado.
Antes de comenzar el experimento, haga una tabla en su cuaderno de laboratorio con la cantidad de solución de etilendiamina agregada y el color de su solución de reacción. Incluye una línea para el color inicial de la solución. Agregará 20 mL de etilendiamina al 25% en volumen, 1 mL a la vez. Así es como monitorearás el progreso de tu reacción.
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Ponte una bata de laboratorio, gafas de seguridad a prueba de salpicaduras y un par de guantes desechables. nota: El cloruro de níquel es tóxico e irritante, así que tenga cuidado al manipularlo. La etilendiamina es tóxica, así que no la descubras hasta que la hayas colocado en la campana extractora.
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Lleve un vaso de precipitados de 100 ml a una balanza analítica para medir el cloruro de níquel hexahidratado.
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Tara un bote de pesaje en la balanza analítica y luego usa la espátula para medir 4,5 – 5 g de cloruro de níquel hexahidratado. nota: Este compuesto es higroscópico, lo que significa que puede absorber una gran cantidad de agua de la atmósfera. Trabaje rápidamente para obtener una medición precisa y luego cierre bien el recipiente.
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Una vez que tengas entre 4,5 y 5 g, registra rápidamente la masa en tu cuaderno.
Tabla 2: Determinación del número de moles de reactivos
| NiCl2•6H20 |
| Masa (g) | |
| H2O añadido (mL) | |
| Masa molar (g/mol) | 237.69 |
| Número de moles | |
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| C2H8N2 |
| Volumen añadido de 25% v/v C2H8N2 (mL) | |
| Volumen real de C2H8N2 (mL) | |
| Densidad (g/mL) | 0.8995 |
| Masa (g) | |
| Masa molar (g/mol) | 60.0989 |
| Número de moles (mol) | |
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Vierte el cloruro de níquel hexahidratado en tu vaso de precipitados de 100 ml. Limpie la espátula con una toallita de laboratorio para la siguiente persona y deseche el bote de pesaje y la toallita de laboratorio de acuerdo con las políticas de su institución para la eliminación de desechos de níquel.
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Mide 5 mL de agua desionizada y viértela en el vaso de precipitados. Revuelva la mezcla con la varilla de vidrio para disolver el cloruro de níquel hexahidratado, formando así una solución verde clara de cloruro de hexaaquaníquel.
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Si el compuesto no se disuelve completamente, agregue 1 mL de agua desionizada y siga revolviendo. Si pasados cinco minutos sigue sin disolverse, añadir otro mL de agua. nota: Tenga cuidado de no agregar más agua de la que necesita, porque el exceso de agua dificultará la precipitación de su producto más tarde.
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Una vez que haya hecho su solución de cloruro de hexaaquaníquel, registre la cantidad de agua que utilizó en su cuaderno de laboratorio y anote el color de su solución antes de la adición de etilendiamina.
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Obtenga 20 mL de una solución de etilendiamina al 25% en volumen en agua desionizada de su instructor. Se le administrará esta solución en un vaso de precipitados tapado.
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Con la pipeta de plástico desechable, agregue la etilendiamina a la solución de cloruro de hexaaquaníquel, 1 mL a la vez, agitando la solución con la varilla de vidrio después de cada adición. Registre los cambios de color de la solución. nota: La solución cambiará de verde a azul, luego a azul oscuro y finalmente a morado. Esta reacción es rápida, por lo que una vez que haya agregado toda la etilendiamina, tendrá una solución de su producto cloruro de tris(etilendiamina) níquel en agua.
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Mida 10 mL de acetona con el cilindro graduado. Vierta la acetona en el vaso de precipitados de la solución de cloruro de níquel tris (etilendiamina) púrpura y revuelva con la varilla de vidrio para mezclar bien la acetona en la solución. nota: El cloruro de tris(etilendiamina)níquel es soluble en agua, pero insoluble en acetona. La adición de acetona a la solución acuosa del producto hace que sea más favorable para que el producto precipite.
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Agregue 50 mL de acetona total a la solución de cloruro de tris(etilendiamina)níquel de esta manera, 10 mL a la vez. nota: Si no ves ningún sólido una vez que hayas añadido 50 ml de acetona, utiliza la varilla de vidrio para rascar suavemente la superficie interior del vaso de precipitados. Esto ayudará a la precipitación porque los sólidos se forman más fácilmente en superficies rugosas.
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Una vez que el sólido comience a formarse, retire la varilla de vidrio y deje el vaso de precipitados sin tocar en la campana durante 5 min. Nota: Agitar o agitar la solución en este punto puede estimular la reactivación del sólido.
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Durante ese tiempo, coloque unos 600 ml de hielo picado en un vaso de precipitados de 800 ml. Agregue suficiente agua del grifo o agua dulce al vaso de precipitados para llenar los espacios entre el hielo, pero no lo suficiente como para que el hielo comience a flotar en una capa de agua. Este baño de hielo proporciona un enfriamiento más uniforme que el hielo solo.
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Una vez que su vaso de precipitación haya permanecido inalterado durante 5 minutos, colóquelo con cuidado en el baño de hielo. nota: Asegúrese de que el baño de hielo sea más alto que el nivel de la solución morada, pero más bajo que la parte superior del vaso de precipitados de 100 ml.
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Deje reposar esta solución en el baño de hielo durante 15 – 20 min. Enfriar la solución reduce la solubilidad del producto, fomentando aún más precipitación.
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Mientras esperas, lleva una toalla de papel a la capucha para limpiar el agua cuando retires el vaso de precipitados del baño de hielo.