Síntesis del nitrato de plomo

sintesis del Nitrato de plomo:
descripcion:
Pocas son las sales de plomo capaces de solubilizarse con el H2O , concretamente solo existen tres sales
solubles en agua: Pb(ClO4)2.3H2O , Pb(CH3COO)2 y nuestro compuesto.
El Pb ( NO3)2 es un solido cristalino blanco , soluble en disolventes polares , e insoluble en apolares.
Cristaliza en octaedros regulares.
Pese a su solubilidad en el H2O tremendamente rapida, (su PkS es muy alto ) no es higroscopico ,
manteniendose estable en atmosferas con un cierto indice de humedad.
Gracias a su solubilidad esta sal es venenosa , el Pb+2 forma complejos con el O2 y rompe los anillos
tetrapirrolicos de las porfirinas.
metodo de obtención:
En un matraz ponemos 30 ml de H2O , 7gr de Pb en limaduras y 15ml de HNO3 (concentrado)
calentamos esta mezcla al baño maria y con una columna refrigerante ( para permitir recondensar el vapor de
agua y permitir el reflujo ) durante 30 min aprox al 50%.
pasado un tiempo vemos un gas parduzco anaranjado desprenderse del matraz ( NO2) al mismo tiempo que
las limaduras de Pb desaparecen ..
Retiramos el matraz cuando ya no se desprende NO2 y no queda plomo en estado solido.(el matraz presenta
una solución trasparente e incolora )
Filtramos con placa filtrante y recojemos el agua madre en un cristalizador , lavamos el erlenmeyer filtrante
con un poco de agua caliente para resolubilizar el precipitado formado y lo vertimos en el cristalizador.
calentamos el cristalizador al 25% y vemos como precipita nuestro compuesto a medida que el agua se va
evaporando.
dejamos enfriar el cristalizador en un baño de hielo , lo filtramos en placa filtrante y dejamos que se seque.
Pesamos 9.7gr de Pb(NO3)2
Cuestiones:
1−//Las reaciones en el proceso de síntesis son basicamente redox:
Pb0 ! Pb+2 + 2e //Semi ecuacion OXIDACION
NO3− + 2H+ + 1e ! NO2! + H2O // Semi ecuacion de REDUCCION
4HNO3 + Pb ! 2NO2 + H2O + Pb(NO3)2
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Una vez que todo el plomo ha sido oxidado el NO3− en exceso se combina con el para dar nuestro compuesto
Pb (NO3)2.
A causa de la evaporación del agua , esta se sobresatura apareciendo el precipitado que en otras condiciones
debería estar disuelto.
2−// Para neutralizar la potencial amenaza del Pb +2 disuelto en medio acuoso se podría añadir un anion
soluble en ese mismo medio y que al formar una sal esta fuera insoluble precipitandose.
Pk
Cl−
4.8
Br−
5.7
PO43− 42.1
Por ejemplo los distintos aniones a probar serían:
Cl− / Br− / PO43−
Evidentemente el Cl− sería el mejor dado su pk .
Otro metodo mas seguro seria desnaturalizar el Pb (NO3)2
aplicando calor :
Según la reacción :
2 Pb (NO3)2 ! 2PbO + 2 N2O4 + O2
N2O4 ! 2NO2
El PbO es un compuesto covalente insoluble por lo que no representaria peligro, ademas con este metodo
inutilizamos todo el Pb+2 presente sin quedarnos restos y de una manera fiable , solo habria que calcinar hasta
que ya no saliera gas naranja oscuro (NO2)
3−//Pregunta adicional : El NO2:
El NO2 es una molecula angular gracias a una hibridación Sp2 de su atomo central ( el N) , podríanos decir
que el angulo es de (120º) pero nos equivocamos pues gracias a su par electronico no compartido el angulo es
de (134º) .
La distancia de enlace podría ser la de un enlace sencillo N−O pero tambien aqui nos equivocamos pues la
molecula presenta resonancia , siendo el enlace de (1.2 A, menor que un sencillo y mas largo que un doble).
Los oxigenos presentan una hibridación Sp, sus Pz junto al orbital Pz puro del N forman tres orbitales
moleculares deslocalizados causantes de la resonancia.
De estos 3 orbitales moleculares deslocalizados esta completo el de mas baja energia (el enlazante) , el no
enlazante tiene solo 1 e ,y el antienlazante esta vacio por completo.
El color se puede atribuir a la paramagneticidad de la molecula , el e desapareado transita del Sp2 al orbital
deslocalizado antienlazante (estado excitado del NO2).
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Ensayos complementarios:
1−//Interpretación del experimento 1:
Lo que hacemos es solubilizar el Pb (NO3)2 y al añadir CaCO3 crear una sal doble que precipita.
Pb+2 + CO32− + OH− ! Pb(OH)2.2PbCO3
La presencia de OH− en disolucion viene dada por el CaCO3 que actua como una base (aparte de la
autoprotolisis del agua ) por eso hay que saturar la solución con el CaCO3
2−//interpretación del experimento 2:
De nuevo estamos formando otro precipitado ( PbCrO4)
Pb+2 + CrO42− ! PbCrO4
La presencia de NH3 en solución solo sirve para subir el PH , pues a PH<7 aparece una reacción competidora:
CrO42− + H+ ! H CrO4−
El acetico (acido debil ) sirve para bajar el PH , pues a PH altos aparece otra reacción competidora:
Pb+2 + OH− ! Pb(OH−)2
Rendimiento:
experimentalmente obtenemos 9.7 gr de Pb(NO3)2
4HNO3 + Pb ! 2NO2 + H2O + Pb(NO3)2
Pm Pb: 207.19
Pm Pb(NO3)2: 331.15
Partimos de 7gr de Pb o lo que son : 7/207.19= 3.34.10−2 M
la relacion estequiometrica es 1:1 luego tenemos: 3.34.10−2 M de Pb(NO3)2
luego en gramos : 3.34.10−2x331.15= 11.19gr de Pb(NO3)2
El rendimiento es de: (9.7/11.9)x100= 87%
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