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Precipitación con CO2.

En este experimento se va a construir un generador de gases para producir CO2 haciendo reaccionar mármol con cloruro de hidrógeno.
El dióxido de carbono generado se hará burbujear por disoluciones con cationes metálicos, de forma que precipiten los correspondientes carbonatos insolubles.



Enlace al guión de laboratorio.




Material

- Dos matraces Erlenmeyer de 250 cm3.
- Dos tapones bihoradados.
- Un tubo de seguridad.
- Tres tubos de vidrio acodados.
- Manguera adecuada al diámetro del tubo de vidrio.
- HCl concentrado.
- Sales solubles de varios cationes: calcio, bario, hierro, níquel, cobalto, cobre, zinc, etc.
- CaCO3 (trozos de mármol).

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Los tubos de vidrio acodados son asimétricos y una de las ramas debe llegar casi al fondo del matraz en ambos matraces.
Los tapones se pueden perforar manualmente con un horadador o con un taladro (ver Técnicas Básicas en Técnicas de Laboratorio) .
Conviene poner el HCl concentrado en una botella pequeña para facilitar su manipulación con seguridad.
Como sales solubles, nitratos o cloruros de los metales.
El mármol debe estar en partículas de tamaño grano de arroz o alubia para que la velocidad de reacción sea la adecuada. El carbonato en polvo reacciona demasiado rápido y provoca una espuma que se rebosa y provoca proyecciones.



Comentarios a la preparación del montaje

La manipulación de HCl concentrado exige las medidas de seguridad adecuadas: bata y guantes son esenciales y las gafas son recomendables.
En ambos matraces los tubos largos que llegan al fondo son la entrada y los cortos son la salida. De esa forma el gas siempre fluye en el sentido correcto.
Como es evidente, la estanqueidad es importante. El gas fugado no es peligroso, pero las fugas impiden el flujo correcto del gas.
La superficie de reacción depende del tamaño de burbuja. Convienen muchas burbujas pequeñas antes que pocas grandes (tubo de burbujeo fino) y un flujo de gas lento.
Como el gas es inofensivo, no se pone trampa de gases al final de los matraces, como se haría si fuera SH2.


Aspectos didácticos


Este trabajo pretende:

- Montar y utilizar un generador de gases tradicional.
- Generar CO2 mediante un ataque de un ácido a un carbonato.
- Realizar una reacción gas-disolución con precipitación.
- Observar reactivos en exceso y en defecto en ambas reacciones.

Se puede señalar que, como el CO2 generado es más denso que el aire, irá llenando el generador de gase de abajo hacia arriba. Por este motivo, durante los primeros minutos no pasará nada en el matraz de reacción, lo que burbujea es aire.
Reactivos en exceso y en defecto: en el matraz del generador de gases hay CaCO3 en exceso y ácido en defecto hasta que se agota el mármol. Y en el matraz de reacción será el catión metálico el que está en exceso y el CO2 en defecto. Concentraciones de reactivos y productos: si el catión es coloreado, se podrá apreciar la disminución de la coloración según va precipitando el carbonato. Y se apreciará la formación de precipitado según avanza la reacción.



Montaje completo generador y reactor.

Generador de gases
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Generador de gases en funcionamiento

Matraz de reacción burbujeando
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Matraz de reacción con precipitado de cobre

Generador de gases con ácido.
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Matraz de reacción con precipitado de bario.
Reacción con bario y carga con ácido del generador.

Precipitación del carbonato de bario.


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