Determinación de sustancias a partir de la masa molecular

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Introducción
El tema que me fue asignado para llevar a cabo la investigación, fue el de descubrir una sustancia a partir de
ciertos datos que me eran presentados. Estos eran: la masa molecular relativa del compuesto (859g/mol), el
numero de átomos presentes en una molécula del mismo(43), formulas para deducir los subíndices de la
estructura base dada (DxEz MzyGzy) ,características propias de uno de los elementos presentes, M (entropía
estándar), otra sal (sal de Mohr)en la que se podía encontrar a E (aclarándose que este era un metal), y por
último la relación existente entre las masas moleculares atómicas de E y M (4,654).
El objetivo de esta monografía es dar cuenta de los pasos seguidos para hallar la formula del compuesto en
cuestión, y además dar una breve reseña acerca de sus propiedades y usos.
La investigación
El primer paso, fue la deducción de subíndices, despejando las incógnitas de las ecuaciones dadas
x+z=7 z=7−x
x+y=10 y=10−x
y sabiendo que la formula era DxEzMzyGzy y que la cantidad de átomos presentes en una molécula era 43,
pude plantear la tercer ecuación:
x+z+zy+zy=43 x+2zy=43
combinándolas, resulta:
x+(7−x)+2(10−x)(7−x)=43
x+7−x+2(70−7x−10x+x2)=43
70−17x+x2=36/2
x2−17x+52=0
x=13 (no puede ser considerado, porque al reemplazar este resultado en las ecuaciones obtendría valores
negativos, y los subíndices no pueden ser negativos)
x=4
luego despejé x de las demás ecuaciones y así obtuve
z=3 y=6
por lo que,
D4E3M18G18
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En segundo lugar, traté de identificar los elementos del compuesto buscando a partir de la información dada.
Comencé con el dato que decía que M poseía la entropía estándar más baja; para ello me fije en la tabla
pertinente y hallé que era la que correspondía al carbono(C). Sabiendo esto y que la relación de MAR entre M
y D era de 4, 654, procedí a buscar un elemento cuya MAR fuera de 55,85 (MAR del C (12) . 4,564); al
fijarme en la correspondiente tabla, vi que se trataba del Fe. Luego, teniendo en cuenta la relación que había
entre los elementos que aún no había podido identificar, por tanteo averigüé sus masas atómicas relativas, para
luego ubicarlos en la tabla periódica.
MMR −( MAR C .18+ MAR Fe . 4) = (MAR E .3 +MAR G . 18)
MMR − (12,01.18+55,85.4) MAR E . 3+MAR G. 18 = 419,8
859 − 419,2 = 419,8
Siendo las siguientes las duplas mas probables:
• E= Fe G= N MAR Fe . 3+MAR N.18 = 419,8
• E =Mn G= N MAR Mn . 3+MAR N .18 = 417
• E = Cs G= H MAR Cs . 3+MAR H .18 = 416,7
En un primer momento deseche la primera opción ( Fe ; N), debido a que no creía posible que el Fe estuviera
repetido. Por lo que decidí tomar la segunda (Mn; N) como correcta, a pesar de la diferencia de
resultados(419,8 y 417), considerándola como un error proveniente del manejo de distinta cantidad de cifras
significativas.
Un elemento llamó mi atención, el hecho de que hubiera igual número de átomos carbono que de nitrógeno,
me dio la idea de que se trataba de un compuesto cianógeno. Además al haber dos metales, me pareció estar
frente a una sustancia compleja(en el sentido químico, no literal). El siguiente paso fue averiguar como se
formaban las mismas(para ello recurrí a libros), y comenzar a probar todas las posibles combinaciones.
Plantee un compuesto que fuera eléctricamente neutro y que cumpliera con las proporciones y cantidades de
átomos y elementos indicados: Fe 4(Mn3 (CN)6)3. Para comprobar mi hipótesis recurrí a la enciclopedia Kirk
y Othmer. Pero la misma fue desechada al encontrarme con que los cianomanganatos tienen poco o ningún
uso industrial.
Por tales causas volví a considerar a la primera dupla como la verdadera, (ya que la tercera se alejaba
demasiado del resultado(419). Para poder ratificar esta idea consulté con diversos libros, en busca de la sal de
Mohr, debido a que uno de los datos iniciales indicaba que E era el único metal presente en la sal de Mohr. La
formula de dicha sal era: FeSO4.(NH4)SO4.6H2O, siendo Fe el único metal presente en la misma; Fe debía
de ser E.
Así finalmente obtuve la formula molecular: Fe4 Fe3 CN18, aunque aún ignoraba de que compuesto se
trataba.
Nuevamente me encontré ante el hecho de que el Fe se repetía, por lo que supuse que lo mas probable, era que
este estuviera actuando con dos números de oxidación distintos(II y III).
Insistiendo en la reconstrucción de la formula, teniendo en cuenta este último aspecto, finalmente encontré
una formula que contuviera a todos los átomos dados en la proporción estipulada y que fuera (eléctricamente)
neutra, siendo ésta: Fe4 (Fe (CN)3 )6
Inmediatamente busque como corroborar mi hipótesis. Por tal motivo, acudí otra vez al material bibliográfico.
En un capítulo referente al cianuro y a los compuestos de cianógeno, encontré la sustancia en cuestión , la cual
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es denomina ferrocianuro férrico, y es más conocida como azul de Prusia
Ferrocianuro férrico
El ferrocianuro férrico es un sólido amorfo azul oscuro con un tono algo rojizo, formado por la reacción de
hexacianoferrato (II) de potasio con una sal de hierro (III), y se conoce como azul de Prusia.
Fue descubierto accidentalmente por un preparador de colores o teñidor (colour maker), llamado Diesbach, en
Berlín en 1704. Durante el sigloXIX, fue el principal pigmento para el teñido de los uniformes del ejercito
alemán, obteniendo de allí su nombre.
Se obtiene puro solamente por precipitación de una solución pura de ácido ferrociánico o ferrocianuro de
calcio tratada en frío con exceso de cloruro férrico en solución ácida. La mayor parte del agua de
cristalización es retenida cuando se calienta el compuesto a 100 ºC. A mayor temperatura (250º C)se
descompone en ácido ciahídrico, cianuro de amonio y otros productos, dejando un residuo de óxido férrico o
ferroso férrico.
No se ha preparado la sal anhidra. El ferrocianuro férrico es soluble en ácido minerales concentrados (ph
menor de 4); es insoluble en agua, alcohol, éter, ácidos minerales diluidos, aceites, e hidróxido de amonio. Es
descompuesto por los hidróxidos de sodio y potasio.
Sinónimos: Azul de Berlín, hexacianoferrato(II) férrico, Azul de París.
Toxicidad: puede causar daño en la piel y en los ojos. La exposición prolongada puede ocasionar dermatitis,
su ingestión diarrea, y su inhalación irritación pulmonar
Reactividad: es estable en C.N.P.T.
Usos: La aplicación industrial del ferrocianuro férrico, es la de la producción de azules de hierro, que se
utilizan como pigmentos, en pinturas y esmaltes de todas clases, como pinturas para ventanas, esmaltes para
automóviles, lacas y acabados metálicos.
Se usan mucho en tintas para imprenta (ya que la escritura sobre papel es muy permanente: resiste a la
exposición de luz fuerte, la inmersión en agua y el hipoclorito) tintas para papel carbón, crayones, linóleo,
composiciones para pisos y papel.
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Además se utiliza en: la detección de hierro; la detección de fenoles; la tinsión de células(especialmente de
tejido linfático); como añil en el lavado de ropa para corregir el tinte amarillento dejado por las sales de hierro
(II) en el agua, y en la preparación de emulsiones fotosensibles de ennegrecimiento directo(para fotografía).
También tienen aplicación en el tratamiento de personas intoxicadas con talio y cesio, debido a que reacciona
con estos, haciendo que los mismo no puedan ser absorbidos por el intestino, siendo eliminados a través de las
heces.
Conclusión
A Fe 4(Fe (CN)6 )3
B ferrocianuro férrico o Azul de Prusia
C Se utiliza como pigmento en la producción de pintura y tintas, en el reconocimiento de hierro y fenoles, en
la tinsión de células, en el tratamiento de intoxicaciones por ingestión de talio o cesio y como añil en el lavado
de ropa.
Bibliografía
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• Enciclopedia Tecnológica de Química
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• www.geocities.com/capecanaveral/hangar/3474/blue.html
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