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• Lucas Lopez

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, Decana de América FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA, METALURGICA Y GEOGRAFICA

CURSO: Química Inorgánica y Cualitativa Tema: RECONOCIMIENTO DE ELEMENTOS METALICOS POR FORMACION DE SUBLIMADOS o AUREOLAS SOBRE CARBON

Horario: 2:00 a 4:00 pm. Profesora: Godelia Canchari Silverio

Alumno: Melgarejo Ramos, Fabricio Alejandro Cód. : 18160232

Índice:  Resumen....................................................................1  Introduccion..............................................................1  Objetivos....................................................................2  Materiales..................................................................2  Preliminares..............................................................3  Marco Teórico...........................................................5  Procedimientos experimentales.............................10  Cuestionario A. Pregunta 1, 2 y 3...........................................11 B. Pregunta 4 y 5...............................................12 C. Pregunta 6 y 7...............................................13 D. Pregunta 8 , 9  Referencias bibliográfica.........................................

Resumen Algunos minerales al realizar el ensayo sobre carbón y después de un largo tratamiento a la llama del mechero producen sublimados o aureolas sobre carbón con una coloración característica dependiendo del metal que se encuentra presente. Mediante un prolongado sopleteo se producen perlas metálicas. En algunos casos maleables y en otros casos agrios esto que al ser golpeados se fragmentan en pequeñas partes.

Introducción Para estos ensayos se utiliza un pedazo de carbón vegetal que sea compacto. Cerca de uno de los extremos se abre una pequeña cavidad con una fresa, donde se coloca el mineral pulverizado que se desea ensayar. El carbón, además de utilizarlo como soporte, obra como reductor, y al combinarse con el oxígeno del aire, facilita las operaciones de reducción de los minerales. Luego, le agregamos una gota de agua con la finalidad de evitar que se disperse el polvo del mineral cuando aplicamos el soplete. Estos ensayos son de gran importancia en la identificación de minerales, utilizando las dos clases de llamas que obtendremos con el soplete de boca: Llama oxidante y llama reductora

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OBJETIVOS • Identificar a los metales por la coloración característica de los sublimados o aureolas sobre carbón. • Comparar los diferentes colores que presenta un elemento metálico cuando se sublima o cuando forman glóbulos metálicos. • Aprender a diferenciar los sublimados con colores similares. • Comparar los datos experimentales con los datos teóricos.

MATERIALES: • • • • •

1 soporte de carbón de 20x5x5 2 Placas de porcelana 1 soplete metálico 2 pinzas metálicas 10 muestras de diferentes minerales

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Preliminares La Tecnología evoluciona día a día y se reinventan los procedimientos u objetos que utiliza el hombre en sus labores cotidianas, la sublimación no escapa de ello, logrando significativos avances, como lo son: la mejor calidad de impresión, mejores técnicas y minimización de los tiempos de producción a gran escala.

La sublimación es una técnica tan delicada y precisa que debería estar plenamente documentada, con una serie de eventos y líneas de tiempo, sin embargo, la realidad es que no lo está. Si se busca sublimado en internet se obtendrá insuficiente información al respecto. Esto se debe a que en una técnica muy reciente. Sublimación Química o Regresiva Se inició con su aplicación en productos promocionales, solventando la necesidad que existía de imprimir productos como jarras, productos a base de PVC como llaveros, estuches diversos, textiles en poliéster, mouse pad, entre otros. En los años 70, cuando las computadoras estaban en sus inicios, las cintas recubiertas con partículas de sublimación, alimentadas a través de impresoras matriciales, producían las primeras transferencias de tinta monocromática. Wes Hoekstra, es conocido como el ‘’padre’’ de la sublimación de imágenes computarizada, fue el que desarrolló el primer sistema de sublimación por ordenador. Luego de la invención de la impresión electrostática, las copiadoras a color y las impresoras láser comenzaron a usar cartuchos de tóner para producir transferencias de tinta a todo color.

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El sublimado no inició como una técnica de impresión, sino que más bien fue producto de la evolución, tras un estudio sobre la sublimación del agua que se presenta de modo natural. Pero descubrieron que éste estado de la materia también podía ser generado, a partir de esto nació la idea, se jugó con las tintas que al igual que el agua podía convertirse a gas bajo temperaturas elevadas. Gracias a este descubrimiento, básicamente sencillo y sin mucho detalle dio cabida a todas las máquinas que hoy conocemos para sublimar. La sublimación de tinta puede ser utilizada para transferir imágenes o texto en una gran variedad de superficies, incluyendo cerámica, metal, y otros materiales con una capa base de polímero. Actualmente la sublimación está revolucionando el mercado textil, ya que es inapreciable al tacto, no pesa, no hace transpirar, no tiene límite de color y permite una magnífica resolución fotográfica. La tinta se funde químicamente con el tejido y esto permite que no se desgaste con lavadas, no se deteriore el color y mucho menos se caiga.

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Marco Teórico Sublimados o aureolas sobre carbón y sobre placa de yeso.AI calentar minerales con la llama oxidante se produce en algunos casos la sublimación directa de la sustancia, como ocurre con el azufre y el arsénico nativos, o el desprendimiento de gases como CO2 y H2O, etc., sin olor ni color y que por 10 mismo no podemos percibir; o que tienen olor definido como el 802 y la arsina, AsH 3 Pero también con frecuencia el calor del dardo y el oxígeno del aire provocan la generaci6n de humos, óxidos general mente, que al depositarse sobre una superficie adecuada forman sublimados, o aureolas, como les llama más comúnmente, que para numerosos elementos son característicos y suficientes por si solos para su reconocimiento. Para la formación de aureolas la superficie más conveniente por su color es la de un bloque de carbón de leña en el cual, por frotamiento sobre una superficie áspera, de concreto por ejemplo, se he labrado una superficie plana y amplia; cerca a uno de sus extremos y en su mitad se abre con la navaja una cavidad pequeña y poco profunda, en la que se coloca la muestra. AI aplicar a esta la llama oxidante, obviamente se va quemando la superficie inmediata del carbón y de su combustión queda ceniza que no debe confundirse con una aureola; la ceniza se forma muy cerca de la muestra. En lugar de carb6n puede usarse en la producción de aureolas un prisma de porcelana blanca en el cual se ha abierto la cavidad necesaria para mantener quieta la muestra; para poder observar las aureolas se ahúma previamente la cara del prisma sobre la cual se trabaja. EI bloque de porcelana tiene la ventaja de que puede limpiarse y utilizarse para muchos análisis, 10 cual es casi imposible con un bloque de carbón. Una placa de yeso ahumada también puede servir para la producción de aureolas aunque obviamente debe ser desechada una vez que ha sido usada. En algunos casos es preferible emplear en la formación de aureolas placas de yeso sin ahumar, que por ser blancas permiten observar mejor sus colores; esto es especialmente cierto para las aureolas de yoduros, como las que se hacen para la determinación de plomo, bismuto, etc. Cuando nos ocupemos de las pruebas más recomendables para cada uno de los cationes, se mencionaran las aureolas sobre placa de yeso de mayor aplicación en el reconocimiento I de minerales. Muchos de ellos, al ser calentados con llama oxidante, forman aureolas sin adición de fundente alguno, pero en general, cuando la prueba se hace sobre carbón o sobre bloque de porcelana, viene a mezclar la sustancia pulverizada a fino la llamada mezcla reductora (sosa V carbón en polvo, volúmenes iguales); si la aureola ha de formarse sobre placa de veso blanca se incorpora a la sustancia bien pulverizada fundente de voduro (una parte de KI, una de KHS0 4 V dos de azufre). A continuación se tabulan algunas de las aureolas más importantes, todas 10 gradas sobre carbón, salvo indicación contraria.

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Reducción sobre carbón En ciertos casos el calentamiento del mineral con la llama del soplete sobre un bloque de carbón o una placa de yeso, provoca su volatilización completa, sin que quede residuo alguno. EI carbón de leña que empleamos como soporte en varias de las pruebas que se hacen con el soplete es, en estado de incandescencia, un agente reductor muy fuerte. Es por esto que en algunos minerales pueden ser reducidos a un glóbulo metálico, simplemente calentándolos sobre carbón, sin adición de fundentes; así ocurre por ejemplo con un fragmento de galena, PbS. Otros en cambio requieren para la obtención del glóbulo ser fundidos después de pulverizarlos y agregarles mezcla reductora, o 3 partes de sosa y 1 de bórax, que forman con algunos de los constituyentes una escoria, dejando libre el metal que puede formar un glóbulo si su punto de fusión 10 permite. Para minerales de hierro, níquel y cobalto, metales con punto de fusión muy por encima de las temperaturas alcanzables con el soplete, la reducción produce una masa informe en la que existen pequeñas partículas metálicas con las que no es posible formar un glóbulo, pero que son magnéticas.

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Procedimientos Experimentales 1.- Enciende el mechero de Bunsen, regulando para que la mezcla de aire y gas produzca una flama incolora o azul tenue. 2.- Introduzca una pequeña cantidad de la muestra del mineral sobre el soporte de carbón y lleva a calentar en la zona más oxidante del mechero, soplete la muestra hasta que obtengas un sublimado o aureola sobre el soporte de carbón. 3.- Con la aureola aún caliente observa la coloración de la muestra tanto en caliente como en frío. Anota estas observaciones en tu cuaderno de laboratorio. 4.- Ahora adiciona 2 gotas del reactivo de Rimman sobre la aureola obtenida y vuelve a calentar el soporte de carbón luego de 3 minutos de sopetear observa la coloración de la muestra tanto en caliente como en frío. Anota estas observaciones en tu cuaderno de laboratorio. 5.- Repite el procedimiento citado anteriormente, procurando colocar la muestra en diferentes zonas del soporte de carbón

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Cuestionario 1. ¿Qué es el Carbón? ¿En qué se puede usar el Carbón? Sustancia sólida, ligera, negra y combustible, que resulta de la destilación o de la combustión incompleta de la leña o de otros cuerpos orgánicos. El carbón es un combustible fósil, resultado final de una serie de transformaciones sobre restos vegetales acumulados en lugares pantanosos, lagunas y deltas fluviales, principalmente durante el período carbonífero de la Era primaria. 2. Cuáles son las propiedades físicas y químicas del Carbono Propiedades químicas: Número atómico 6 Valencia 2,+4,-4 Estado de oxidación +4 Electronegatividad 2,5 Radio covalente (Å) 0,77 Radio iónico (Å) 0,15

Radio atómico (Å) 0,914 Configuración electrónica 1s22s22p2 Primer potencial de ionización (eV) 11,34 Masa atómica (g/mol) 12,01115 Densidad (g/ml) 2,26 Propiedades físicas:

Estado de la materia Sólido (no magnético) Punto de fusión 3823 K (diamante), 3800 K (grafito) Punto de ebullición 5100 K (grafito) Entalpía de vaporización 711 kJ/mol (grafito; sublima) Entalpía de fusión 105 kJ/mol (grafito) (sublima) Velocidad del sonido 18.350 m/s (diamante) 3. ¿Cuál es el ciclo del carbono?

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El ciclo del carbono. Las flechas representan la movilización del carbono en los seres vivos y su entorno Mediante la fotosíntesis las plantas también absorben el dióxido de carbono existente en el agua y lo acumulan en los tejidos vegetales en forma de grasas, proteínas e hidratos de carbono. Posteriormente los animales herbívoros se alimentan de estos vegetales, de los que obtienen energía para después, siguiendo las cadenas tróficas, transferirla a los demás niveles de la cadena alimenticia (los animales carnívoros que se alimentan de los herbívoros). Dicha energía sigue varios caminos: - Por un lado, es devuelta a la atmósfera como dióxido de carbono mediante la respiración. - Por otro lado, se deriva hacia el medio acuático, donde puede quedar como sedimentos orgánicos o combinarse con el agua para producir carbonatos y bicarbonatos (que suponen el 71% de los recursos de carbono de la Tierra). - Su acumulación en las zonas húmedas (pantanos, ciénagas, etc.) genera turba, resultado de una descomposición incompleta, lo que da lugar a la formación de depósitos de combustibles fósiles como petróleo, carbón y gas natural. El ciclo del carbono queda completado gracias a los organismos descomponedores, los cuales llevan a cabo el proceso de mineralizar y descomponer los restos orgánicos, cadáveres, excrementos, etc. Además de la actividad que llevan a cabo los reinos vegetal y animal en el ciclo del carbono, también entra dentro de éste el carbono liberado mediante la putrefacción y la combustión. 4. ¿Cuáles son los principales yacimientos de Carbón en el mundo? • • • • • • • • •

Mina North Antelope Rochelle, Estados unidos Mina de Haerwusu, China Mina de Hei Dai Gou, china Mina de Moatize, Mozambique Mina de Black Thunder, Estados Unidos Mina de Peak Downs, Australia Mina de Mt Arthur, Australia Mina de Coballo, Estados Unidos Mina de Raspadskaya, Rusia 5. ¿Cuáles son los principales yacimientos de Carbón en el Perú?

Las grandes industrias del Perú, se localizan en la costa y los yacimientos de carbón en la cordillera, siendo el costo del transporte muy alto con respecto al costo de explotación. Las antracitas peruanas son utilizadas principalmente como fuente de energía para pequeñas industrias. Para la explotación del carbón, en el Perú, se requiere aplicar una metodología adecuada a las 12

condiciones estructurales de las capas de carbón en las diferentes cuencas por tratarse mayormente de capas muy disturbadas, subverticales, con grosores que varían de 0,5 a 2 m, a excepción de casos puntuales que alcanzan mayores grosores; al mismo tiempo se requiere mejorar la infraestructura vial.

6. Baje del internet al menos 5 imágenes de minerales cristalizados de Carbón

7. ¿Qué tipo de compuestos se forman en el Carbón con las muestras? Cíclicos: son compuestos de cadena cerrada. Si el ciclo sólo lo forman átomos de carbono, la serie se llama carbocíclica, y si éstos se combinan con otro tipo de átomos (oxígeno, nitrógeno, azufre), se llama heterocíclica. Si el compuesto 13

tiene más de un ciclo en sus estructuras, se llama policíclico.

8. Elabora una tabla que muestre la fórmula y nombre de la muestra analizada, así como el catión determinado

Biotita Vapor de Agua Azufre

9. Escriba las ecuaciones químicas tanto para la llama oxidante y reductora

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Referencias Bibliográficas

Cornelis, K., Manual de mineralogía, cuarta edición, basado en la obra de J.D. Dana, 2001.

Análisis inorgánico cualitativo sistemático(Por Francisco Buscarons, Francisco Buscarons) https://sublimaciontextil.org/historia/

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