Practica cristalizacion cloruro de sodio

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RESUMEN
 
 	La formación de cristales de cloruro de sodio (	NaCl) y nitrato de potasio (KNO3), a partir de una reacción de metátesis entre el cloruro de potasio (KCl) y nitrato de sodio (NaNO3). Determinando el porcentaje de recuperación aplicando cálculos estequiometricos.
Utilizando el método de cristalización se filtró la sustancia obtenida en la práctica anterior para eliminar impurezas y posteriormente se calentó la solución hasta que se evaporaron ¾ partes de esta aproximadamente. Dejando enfriar a temperatura ambiente; para luego introducirla en un baño con hielo donde se solidifico el NaCl y el KCl formando pequeños cristales.
Filtrando nuevamente para drenar el excedente de agua y así poder colocar los cristales en una desecadora durante 48 horas. 
Con el procedimiento se obtuvo una muestra de cristales de cloruro de sodio y nitrato de potasio formados al enfriar la muestra calentada.
En el proceso de cristalización se obtuvo una recuperación del 23.33% de cloruro de sodio y del 13.40% de nitrato de potasio.
Las condiciones de trabajo fueron de 24°C a 0.84 Atm.
OBJETIVOS
General 
1. Obtener cristales de cloruro de sodio y nitrato de potasio a partir de la técnica de cristalización.
Especifico
1. Determinar el porcentaje de recuperación de los productos a partir de las cantidades estequiometricas calculadas.
2. Determinar el peso formado de los productos a partir de las reacciones.
3. Utilizar la técnica de purificación o separación de un compuesto solido mediante el proceso de cristalización.
MARCO TEÓRICO
Conceptos y Generalidades
a. Solidos Cristalinos 
 Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia tienen una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas sigue siendo suficientemente grande para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciablemente de volumen, adaptándose al recipiente que lo contiene
b. Estructura Cristalina
 	Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo a la regularidad con que los átomos o iones están ordenados uno con respecto al otro. Un material cristalino es aquel en que los átomos se encuentran situados en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias atómicas; tal como las estructuras solidificadas, los átomos se posicionarán de una manera repetitiva tridimensional en el cual cada átomo está enlazado al átomo vecino más cercano. Todos los metales, muchos cerámicos y algunos polímeros forman estructuras cristalinas bajo condiciones normales de solidificación.
i. Celda Unitaria
Es el agrupamiento más pequeño de átomos que conserva la geometría de la estructura cristalina, y que al apilarse en unidades repetitivas forma un cristal con dicha estructura.
Una celda unitaria se caracteriza por tres vectores que definen las tres direcciones independientes del paralelepípedo. Esto se traduce en siete parámetros de red, que son los módulos, a, b y c, de los tres vectores, y los ángulos α, β y γ que forman entre sí. Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional, de tal manera que las coordenadas de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos por combinación lineal con los coeficientes enteros.
 
c. Tipos de Cristales
i. Cristales sólidos: 
Estos se diferencian de los sólidos amorfos porque su estructura es prácticamente insuperable en cuanto a su periodicidad. A partir de ciertas muestras se puede distinguir entre un cristal único, en cuanto a su forma o esta puede ser un conjunto de cristales muy chiquitos.
Un cristal perfecto estaría dado por una repetición sin fin en un espacio donde las estructuras unitarias sean idénticas entre sí.
ii. Cristales líquidos: 
Este tipo de sustancias son muy utilizas y conocidas por su uso en pantallas de tv, celulares, computadoras, entre muchos otros artefactos. Sin embargo, están muy presentes en la naturaleza, por ejemplo en membranas celulares, en burbujas de jabón, etc. Las moléculas de estos cristales no están dispuestos azarosamente, si no que tienden a orientarse en cierto sentido. 
Pueden ser diferenciados en:
· Termotrópticos: gracias a los cambios de temperatura pueden acceder al estado cristalino líquido.
· Liotrópicos: el estado de cristal líquido es alcanzado cuando estos cristales son disueltos en ciertas condiciones de concentración y temperatura.
iii. Cristales covalentes: 
La unión de los átomos se da gracias a una red en tres dimensiones con uniones covalentes. Estos cristales se caracterizan por ser muy duros y prácticamente imposible de alterar su forma. No resultan buenos conductores ni de electricidad, ni de calor. Esto se debe a que no poseen electrones libres que puedan movilizar la energía hacia otros lugares. El ejemplo más popular es el del diamante.
iv. Cristales iónicos: 
Gracias a las fuerzas de electroestática es posible unir los iones negativos y positivos para conformar este tipo de cristales. Al no poseer electrones libres resultan pésimos conductores de electricidad y calor. Sólo los iones comienzan a movilizarse y ser conductores de electricidad cuando el cristal es calentado.
v. Cristales metálicos: 
La estructura resulta muy sencilla ya que cada uno de los puntos del cristal es reemplazado por átomos que pertenezcan a un metal igual. En sus capas externas, está dotado por algunos electrones que no están unidos de forma muy resistente. Resulta un conductor de calor y electricidad muy bueno gracias a los electrones libres que posee.
d. Aplicaciones industriales
i. Obtención de la Aspirina: 
Básicamente, se trata ácido salicílico con anhídrido etanoico en un medio ácido, donde los protones actúan de catalizador de la reacción. Ambos reactivos se calientan al baño María durante un tiempo conveniente. Finalmente se deja enfriar, observándose la cristalización del producto (ácido acetilsalicílico), que es en realidad un éster.
ii. Obtención de azúcar: 
La cristalización o crecimiento de la sacarosa que contiene el jarabe se lleva a cabo en tachos al vacío. Estos cocimientos, según su pureza producirán azúcar crudo y azúcar blanco. Este es un proceso demorado que industrialmente se acelera introduciendo al tacho unos granos microscópicos de azúcar, denominados semillas. La experiencia del operativo debe juzgar el punto exacto del cocimiento, para la obtención de un buen producto.
iii. Sal industrial:
 La sal marina refinada seca “Disal” es un producto de gran pureza. Su cristalización tiene lugar bajo los efectos del Sol y del viento, en espacios únicos y preservados en el corazón de la Naturaleza. Este tipo de sal, por su tratamiento especial, ofrece un grano fino y suelto. Sus usos más comunes son panificadoras, cárnicas, hostelería, industria alimentaria e industria química.
iv. Winterización: 
Se emplea para obtener un aceite de mayor nitidez, que no presente turbios durante el almacenamiento. Consiste en separar del aceite las sustancias con punto de fusión elevado que provocarían turbidez y precipitaciones en el aceite al encontrarse este a baja temperatura. 
v. Purificación de Productos:
Para eliminar impurezas en los productos industriales como lo es en el refino del petróleo.
MARCO METODOLOGICO
a. MATERIALES
· 2 Vidrios de reloj
· 2 Becker de 100 mL
· Papel Filtro 
· 1 Kitasato
· 1 Varilla de agitación 
· 1 Estufa o mechero
· 1 Probeta de 50 mL
· 1 Balanza analítica 
· 1 Estufa 
· 1 Embudo butchner
· 1 Beacker de 250 mL 
· 1 Beacker de 450 mL 
b. REACTIVOS
· Nitrato de Sodio (NaNO3)
· Cloruro de Potasio (KCl)
· Agua Destilada
c. ALGORITMO PROCEDIMENTAL
1. Se tomaron 50 mL de una solución compuesta por 4.0 g de Nitrato de Sodio (NaNO3) y 3.5 g de Cloruro de Potasio (KCl) para agregarlos a un Beacker de 100 mL.
2. Se realizo una primera filtración de la solución, utilizando papel filtro para remover impurezas.3. Se calentó la solución casi a ebullición para disolver las dos sales.
4. Se realizo una segunda filtración con la solución caliente, utilizando papel filtro. 
5. Se transfirió el filtrado caliente a un Beacker de 100 mL y se volvió a calentar la solución hasta que se evaporara aproximadamente ¾ partes de la misma.
6. Luego de 10 minutos se sumergió el Beacker en un baño de agua con hielo para que comenzara el proceso de cristalización.
7. Luego de que se formen los cristales, se procede nuevamente a filtrar eliminando el exceso de agua.
8. Se colocó el papel filtro dentro de un crisol de porcelana (previamente tarado y rotulado) e introducido en una desecadora; dejando secar la muestra durante 48 horas.
9. Luego se pesó nuevamente el contenido del crisol.
d. DIAGRAMA DE FLUJO 
INICIO
Tomar 50 ml de una solución de NaNO3 Y KCl
Filtrar la solución para remover impurezas.
Calentar la solución y filtrarla nuevamente.
Evaporar ¾ partes
	NODejar reposar
	SI
Sumergir en baño con hielo y esperar a formar cristales.
Filtrar e introducir a una desecadora 
Esperar 48 horas y Pesar 
FIN
RESULTADOS
Tabla IV. 	Peso Productos
	Sustancia 
	Masa (g)
	NaCl
	2.7
	KNO3
	4.7
Fuente: Datos Calculados
	Tabla V. 	Porcentaje de Recuperación 
	Sustancia 
	% Recuperado
	NaCl
	23.33
	KNO3
	13.40
Fuente: Datos Calculados
	
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
El solidificar un compuesto puede ser a través de distintos procesos, dentro de los cuales encontramos la cristalización de sustancias; la cual separa uno o varios componentes de una solución y los transforma de su fase liquida a la sólida mediante la precipitación en forma de pequeños cristales.
	Calentando la solución se aumenta la solubilidad de los solutos ya que a mayor temperatura, mayor energía provocando mayor disociación en los iones de los cristales iniciales, ayudando a la formación de NaCl y KNO3 en los reactivos.
	Filtrando la solución para la eliminación de impurezas que puedan afectar a la formación de los cristales.
	Al calentar nuevamente la solución se dejó evaporar ¾ partes de la misma para obtener mejores resultados de pureza al realizar la segunda filtración. 
	En la práctica se logró observar el proceso de cristalización de un sólido debido a las características de solubilidad y disociación en agua fría y caliente del NaCl y a la alta capacidad de dilución del KNO3 agua.
	En la Tabla V se puede observar que los porcentajes de recuperación no fueron del 100%, lo cual nos dice que hubieron fallas en la realización de la práctica, ya que de los datos teóricos (Vea Tabla IV Resultados) del NaCl 2.7 g y del KNO3 4.7 g; únicamente se pudieron recuperar 0.63 g (Vea Tabla II Datos Calculados) del peso neto de ambas sustancias cristalizadas. Por lo que al filtrar y drenar la solución con los cristales ya formados no debemos de sobresaturar con agua la mezcla obtenida pues de lo contrario dará como resultado una disolución de menos del 50% de cristales. 
	
CONCLUSIONES
1. Se obtuvieron cristales de cloruro de sodio y nitrato de potasio aunque no fueron el resultado esperado, ya que presento una gran variación el dato experimental respecto al dato teórico. 
2. Se determinaron los porcentajes de recuperación siendo del 23.33% para el NaCl y del 13.40% para el KNO3.
3. El peso de los productos fue de 2.7 g NaCl y 4.7 g KNO3.
4. Sobresaturar de agua la mezcla con cristales ya formados, únicamente reduce el rendimiento experimental del proceso.
BIBLIOGRAFÍA
A., Joseph. 1968. Química General Moderna. La Habana : Babor, 1968 [fecha de consulta, 27/08/2016]
B., Zumalacárreggi, D., Gonzales y colaboradores, y. 2008. Problemas medioambientales en laboratorios quimicos . La Habana : s.n., 2008. [Fecha de consulta, 27/08/2016]
CHANG, Raymond, GOLDSBY, Kenneth, Estructuras Cristalinas, Química, 11va. Edición, México DF, Mc Graw-Hill, 2013 [fecha de consulta, 27/08/2016]
APENDICE
a. MUESTRA DE CALCULO
i. Ecuación No. 1 Peso teórico
Donde:
= masa (g)
(mol)
(g/mol)
:
Nota: de la misma forma se calcularon los demás pesos teóricos.
ii. Ecuación No. 2 Porcentaje de recuperación
Donde:
= Porcentaje de recuperación
= Peso experimental (g)
= Peso teórico (g)
:
Nota: de la misma forma se calcularon los demás % de recuperación.
iii. Análisis de error
Incertezas
Tabla III. Incertezas de instrumentos utilizados
	Instrumento
	Incerteza
	Balanza
	± 0.005 g
	Bureta 50 ml
	± 0.5 ml
	Becker 100 ml
	± 5 ml
	Balón aforado 100 ml
	± 0.005 ml
Fuente: Laboratorio
b. DATOS CALCULADOS
Condiciones de Trabajo
Temperatura 24 ºC
Presión 0.84 Atm
Tabla I. Peso Teórico 
	Reactivos
	Moles
	Masa (g)
	NaNO3
	3/64 
	4.0
	KCl
	3/64
	3.5
	
	
	
	Productos 
	Moles
	Masa (g)
	NaCl
	3/64 
	2.7
	KNO3
	3/64
	4.7
Fuente: Muestra de Calculo
Tabla II. Porcentaje de Recuperación 
	Reactivos
	Moles
	Peso Experimental
	Peso Teórico
	%
	NaCl
	3/64 
	0.63 g
	2.7
	23.33
	KNO3
	3/64
	0.63 g
	4.7
	13.40
Fuente: Muestra de Calculo
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA 
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
AREA DE QUMICA
LABORATORIO DE QUIMICA IV
IMPARTIDO POR: INGA. MERCEDES ROQUEL
SECCION: “A”
ESTADO SOLIDO:
CRISTALIZACION
JOSE JAVIER SIAN MONTENEGRO 
201602922
FECHA PRACTICA: 16 - 08 - 2016
DATOS ORIGINALES