Lima 2012
INTRODUCCION: SÍLICA GEL
El gel gel de síli sílice ce,, tamb tambié ién n co cono noci cido do co como mo Sili Silica cage gel, l, es un prod produc ucto to absorbente, catalogado como el de maor capacidad de absorci!n de los "ue se conoce conocen n actual actualme mente nte## Es una sustanc sustancia ia "uímic "uímica a de aspect aspecto o cris crista tali lino no,, poro porosa, sa, iner inerte te,, no t!$i t!$ica ca e inod inodor ora, a, de %!rm %!rmul ula a "uím "uímic ica a molecular SiO& n'&O, insoluble en agua ni en cual"uier otro sol(ente, "uímicamente estable, s!lo reacciona con el )cido *uor+ídrico el )lcali# ) lcali# HISTORIA
El gel de sílice %ue patentado en -- por -- por .alter /# 0atric1, pro%esor de "uímica en la Uni( Uni(er ersi sidad dad 2o+n 2o+nss 'o 'op1i p1ins ns,, 3altimore 45arland6# 5arland6# /nteriormente %ue usado en las m)scaras antiguas, durante la 0rimera 7uerra 5undial, 5undial, para la absorci!n de (apores gases# 8a sustancia se conocía desde 9; como una curiosidad cientíador en catali>ador en el cra"ueo para la producci!n de gasolina de alto octana?e octana?e como catali>ador para la producci!n del butadieno a butadieno a partir del etanol, etanol, materia prima principal & para el programa de cauc+o sintético# sintético# PROPIEDADES Propiedades del alumbre potásico1 Sinónimos Estado físico, color y olor ormula molecular $unto de fusión (ensidad
Gel de sílice, silica gel Gránulos, blanco/azul y inodoro Si!2" #2! 1%10&' 2"2)2"* g/cm+
Solubilidad en agua emeratura de ebullición
nsoluble -20&'. 22+0&'
SOS
7racias a su composici!n "uímica @nica a su estructura %ísica, el gel de sílice posee unas características incomparables con otros materiales similares, por e?emplo la alta absorci!n, %uncionamiento termal estable, característica %ísica estable, %uer>a mec)nica relati(amente alta, etcétera#& Seg@n el di)metro del poro se categori>a el gel de sílice como de poro aci!n# 0rincipales aplicaciones: &
Sequedad estática A Embala?es a prueba de +umedad 4materiales electr!nicos %otosensibles6 A /plicaciones de instrumental de precisi!n eléctrico A Comestibles A 5edicinas A /rmas A Bapatos ropa A 0roductos de cuero A Des+umidi
Absorción y separación de sustancias A Separaci!n de impure>as en la industria petro"uímica A Industria "uímica sintética A Estaciones de energía eléctrica A Re
Catalizador A 0ortador del catali>ador o catali>ador en industria petro"uímica, "uímicos org)nicos sintéticos
Sequedad dinámica
A /ire seco en almacenes, laboratorios %armacéuticos, %abricas de instrumentos de precisi!n electr!nicos A /ire comprimido A Des+idrataci!n A abricaci!n de gases industriales A Control de +umedad en el medio ambiente
Análisis y pruebas químicas A /n)lisis separaci!n de materias org)nicas naturales sintéticas A /n)lisis cuantitati(os cualitati(os de componentes o impure>as contenidas en medicinas A 0esticidas A 5ateriales de medicina +erbal A Cereales A Comestibles productos "uímicos org)nicos A Separaci!n o re
Deshidratación de líquidos A Des+idrataci!n de sol(entes org)nicos A Des+idrataci!n de metanol, etanol, benceno, tolueno, gasolina A Des+idrataci!n de re%rigerantes 4amoniaco, %re!n, diclorometano6 A Des+idrataci!n de aceite PRI!EROS A"ILIOS 3S (E E453(3
4GES94 3''(E43L
$56E5!S 378L!S1
8a(ar la boca con agua después beber agua abundante# No pro(ocar el (!mito# Consultar a un médico#
'!43'! L!S !:!S
8)(ese a %ondo con agua '!4 abundante durante F minutos por lo menos consulte al médico#
'!43'! L3 $EL
8a(ar inmediatamente con abundante agua durante al menos '!4 F minutos" Salir al aire libre#
4#3L3'94
CROMATORA!"A# En -;9, el bot)nico ruso Tsett, se apro(ec+! de los primeros intentos reali>ados en -; sobre la posibilidad de separar los componentes de
una me>cla por %en!menos de adsorci!n#9 Se puso en una columna rellena con carbonato de calcio ado una me>cla de pigmentos de las plantas 4cloromailo( Sc+raiber luego tomada por ST/'8 (einte a=os m)s tarde 4-FH6# Notable traba?o de 5artin Snge 4-6 por la "ue recibi! el Nobel re(olucionado no s!lo la cromatogra%ía lí"uida 48C6, sino también en la %ase de gas en el papel# ue en -F& "ue 2/5ES 5/RTIN public! el primer traba?o real en la cromatogra%ía de gases 47C6 papel cuo desarrollo se prolong! +asta -9;# / partir de este a=o, la cromatogra%ía lí"uida se con(ierte en un socio de igual (alor# En e%ecto, +asta a+ora, "ue se +i>o en columna relati(amente anc+a a presi!n atmos%érica por lo tanto la separaci!n lenta %alta de detectores acoplados en línea# 8a cromatogra%ía comprende un con?unto importante di(erso de métodos "ue permite a los cientíclas comple?as, de gases, lí"uidos o s!lidos en disoluci!n mediante di%erentes procesos %ísicos# 8o "ue en muc+as ocasiones resulta imposible por otros medios# En donde una me>cla "uímica en un lí"uido o gas se separa en componentes como resultado de la distribuci!n di%erencial de los elementos solubles# Se pueden separar moléculas en %unci!n de sus cargas, tama=os masas moleculares# También a tra(és de la polaridad de sus enlaces, sus potenciales redo$, etc# En un sentido amplio, la distribuci!n de un soluto entre dos %ases es el resultado del balance de %uer>as entre las moléculas del soluto las moléculas de cada %ase# Re*e?a la atracci!n o repulsi!n relati(as "ue presentan las moléculas o iones de las %ases competidoras por el soluto entre sí# Estas %uer>as pueden ser de naturale>a polar, pro(iniendo de momentos dipolares permanentes o inducidos, o pueden deberse a %uer>as de dispersi!n del tipo 8ondon# En cromatogra%ía de intercambio i!nico, las %uer>as en las moléculas del soluto son sustancialmente de naturale>a i!nica pero incluen también %uer>as polares no polares#J 8a cromatogra%ía no solo permite la separaci!n de los componentes de una me>cla, sino también su identi
%ase estacionaria "ue puede ser un lí"uido o un s!lido, las cuatro combinaciones posibles dan lugar a cuatro grandes tipos de cromatogra%ía, H como adem)s el de intercambio i!nico la cromatogra%ía de e$clusi!n:
Cuando ambas %ases se +an escogido en %orma apropiada los componentes de la muestra se separan gradualmente en bandas en la %ase m!(il# /l
Cromato$ra%ía líquido&sólido 'C(S)* 8a %ase estacionaria est) constituida por un s!lido polar poroso "ue esta ado es gel de sílice aun"ue también se emplea al@mina acti(ada# En el caso del gel de sílice la interacci!n se establece entre los grupos SiAO' SiAOASi, los grupos %uncionales polares de los compuestos org)nicos# 8a %ase m!(il est) constituida por un disol(ente en el "ue los componentes de la me>cla deben ser al menos parcialmente solubles# 8a (elocidad de eluci!n de un compuesto se incrementa al aumentar la polaridad de la %ase m!(il se puede utili>ar un gradiente de polaridad aumentando con el tiempo la proporci!n del disol(ente m)s polar#
Cromato$ra%ía en capa +na*
8a cromatogra%ía en capa cla a anali>ar se deposita a una pe"ue=a distancia del borde in%erior de la placa se introduce en una cubeta "ue contiene la %ase m!(il, "ue asciende a lo largo de la placa por capilaridad, despla>ando a los componentes de la me>cla a di%erentes (elocidades, lo "ue pro(oca su separaci!n# Cuando el %rente del disol(ente se encuentra pr!$imo al e$tremo superior de la placa esta se saca se (isuali>a# 8a relaci!n entre la distancia recorrida por un compuesto por el disol(ente desde el origen se conoce como R% 4rate %actor6#
Cromato$ra%ía en papel* Es la m)s sencilla de las técnicas, pero s!lo nos dar) resultados cualitati(os# Est) casi en desuso# El método se basa en un mecanismo de reparto, consiste en depositar una pe"ue=a cantidad de muestra en el e$tremo de una tira de papel de : la elecci!n del disol(ente la del papel de
Cromato$ra%ía de intercambio iónico* 8a cromatogra%ía de intercambio i!nico 4cromatogra%ía i!nica6 es un proceso "ue permite la separaci!n de iones moléculas polares basadas en las propiedades de carga de las moléculas# 0uede ser usada en casi cual"uier tipo de molécula cargada, incluendo grandes proteínas, pe"ue=os nucle!tidos amino)cidos# 8a soluci!n "ue se inecta es usualmente llamada muestra los componentes separados indi(idualmente son llamados analitos# Es usada a menudo en
puri en la cromatogra%ía de intercambio cati!nico cromatogra%ía de intercambio ani!nico#
Cromato$ra%ía de $ases# Es una de las técnicas m)s usadas con aci!n dado "ue ninguna técnica analítica puede o%recer su capacidad de separaci!n o su sensibilidad a la +ora de anali>ar compuestos (ol)tiles# 0or otra parte, el +ec+o de "ue con esta técnica las me>clas sean separadas en %ase gaseosa, establece los límites de su utili>aci!n "ue estar)n marcados %undamentalmente por la estabilidad térmica de los compuestos a separar# 0or lo general la utili>aci!n de la cromatogra%ía de gases est) restringida a la separaci!n de compuestos con un peso molecular menor de ;;; a una temperatura m)$ima de traba?o de apro$imadamente ;; o C, dentro de estos límites la @nica limitaci!n e$istente ser) la estabilidad térmica de la muestra#
D/TOS EL0ERI5ENT/8ES, CM8CU8OS RESU8T/DOS Resultados: Densidad del Na 2 SiO3: 1.394 g/ml En 15 ml de Na 2 SiO3: 20.91g de Na2 SiO3 22.2ml de HCl 2N
1.20g de HCl
Na2 SiO3 ! 122.09g/mol 20.91g
2HCl " H 2 SiO3 ! 2NaCl #a
%$1&g/mol ((((((
Rea$ti)o limitante es Na 2 SiO3
'0g/mol 1.20g
9g/mol 13.5g
11'g/mol
El *ea$ti)o en e+$eso es HCl ,-C ,ER: 43.25g Sili$agel la$a et*i : 52.'g Sili$a gel: 9.45g Rendimiento de la *ea$$in: 9.23
DISCUSIN DE RESU8T/DOS RECO5END/CIONES: Es una sustancia "uímica de aspecto cristalino, porosa, inerte, no t!$ica e inodora, de %!rmula "uímica molecular SiO& n'& O, insoluble en agua ni en cual"uier otro sol(ente, "uímicamente estable, s!lo reacciona con el )cido *uor+ídrico el )lcali# El gel de sílice es esencialmente SiO& o %ormas +idratadas del SiO&, "ue a (eces se escribe Si 4O'6 o SiO&P$'&O 46# 5ediante la reacci!n de una disoluci!n acuosa de silicato s!dico con )cido clor+ídrico 4&6: Na&SiO Q '&O Q &'Cl Si 4O'64ac6 Q &NaCl 4ac6 Sin embargo el producto de estas reacciones no es una soluci!n sencilla de Si4O'6 sino lo "ue se %orma es un s!lido gelatinoso "ue esta constituido por )cidos silícicos en polímeros %ormados por reacciones de condensaci!n tales como 4&6:
El escurrimiento del gel blanco con una tela de nlon se debi! para poder eliminar lo m)$imo posible el cloruro de sodio en soluci!n# Cuando se calent! la me>cla de )cidos silícicos polímeros a una temperatura maor a los ;;oC para poder eliminar las moléculas de agua presentes en esta 46, se pro(ocaron nue(as reacciones de condensaci!n el resultado es la %ormaci!n de un sustancia dura, granular translucida a la "ue llamamos silica gel 4&6# Después de +aber pasado por este proceso se %orman di%erentes tipos de grupos +idro$ilos sobre la super
Esto implica "ue los grupos +idro$ilos sobre la super
En la cromatogra%ía el e$tracto de plantas se pudo (er la separaci!n de (arios colores Sí, +a pigmentos (erdes 4cloro! como sol(ente el éter# Seg@n su grado de solubilidad con el éter de petr!leo se reconocen estas bandas en este orden: cloroas intermoleculares#
CUESTION/RIO: ,*& -Cómo se prepara el silicato de sodio o ./idrio soluble01 0ROCESO DE 5/NU/CTUR/ 'a dos métodos de producci!n usados en la manu%actura de silicato de sodio, el proceso seco el proceso +@medo# 8as materias primas usadas en el proceso seco son ceni>as de sosa !$ido de silicio, mientras "ue soda c)ustica sílice son los materiales esenciales usados en el proceso +@medo# /# 0ROCESO SECO # El !$ido de silicio es combinado en un contenedor de %usi!n el cual opera apro$imadamente a ,;; C# 8uego, la combinaci!n es me>clada con carbonato de sodio en un contenedor a presi!n de calentamiento# &# 8a apariencia e$terna de este producto es una %orma semis!lida similar a un (aso# En este punto, se a=ade una cantidad adecuada
de agua al contenedor de calentamiento, el cual est) a una presi!n de (apor por deba?o de 9 Gg por cm&# +asta su disoluci!n# # Esta soluci!n es en(iada a una po>a de sedimentaci!n para precipitar la maoría de las impure>as# 8uego es trans%erido a un tan"ue
2*& 3scriba las reacciones que se producen en la preparación de silica $el* Na2 SiO3 ! H 2O ! 2HCl " Si #OH% 4#a$% ! 2NaCl #a$%
4*& Describa 4 usos de la silica* el de sílice de uso en contenedor El gel de sílice de uso en contenedor o%rece una soluci!n creando un ambiente seco en el contenedor# Este puede e
3l uso en carcasas de cámaras submarinas
Una %orma mu usada para el mantenimiento de un e"uipo submarino es mediante el uso de silica gel# Este producto "uímico, inoloro, no t!$ico, absorbe la +umedad creando ambientes libres ideales para nuestra c)mara# Cuando no uses el e"uipo por muc+o tiempo es recomendable guardarlo ?unto a este producto "ue mantiene el aire libre de +umedad# / largo pla>o, la +umedad podría da=ar la c)mara, o$idando componentes o creando +ongos en los lentes#
3l uso como indicador El gel de sílice con indicador de color naran?a se utili>a principalmente para el secado agrícola e indicar el grado de secado o mantener ale?ada la +umedad en aires secos, , %armacéuticos, instrumentos de precisi!n, industria petro"uímica, industria del dulce, alimentos, (estuario, piel, aparatos domésticos, embala?es, aparatos electr!nicos, comestibles, armas, >apatos, secado de *ores, armarios, instrumentos musicales, trans%ormadores o en cual"uier otra aplicaci!n donde se re"uiera tener controlada la indicaci!n de saturaci!n# ;; libre de cloruro de cobalto es %)cilmente reconocible cundo se satura a "ue se presenta en un contraste (erde contra una color naran?a )mbar cuando esta sin saturar# Cuando esta (erde +a "ue cambiarse# Es una alternati(a para secar el aire de los trans%ormadores eléctricos contra la Silica gel con indicador a>ul# No es in*amable ni "uímicamente acti(a, cero to$icidades no contienen metales pesados# Esta libre de toda contaminaci!n#F
5*& -6u7 colorante le a$re$an a la silica $el de color naran8a y morada1 8os colorantes de la silica gel de color anaran?ado, a>ul, SI8IC/ 7E8 /BU8: Silica 7el a>ul semitransparente sustancia cristalina "ue contiene un indicador como cloruro de cobalto, una sal de metal pesado# En ausencia de +umedad de los gr)nulos o perlas son de color a>ul oscuro en color# Como las perlas absorben +umedad, se con(ierte en lu> a>ul poco a poco se (uel(en de color rosa 4-6, Cuando el gel +a absorbido apro$imadamente el H por ciento de su peso en agua, los cristales de color cambiar)n de a>ul a rosa +aciendo un indicador (isual %)cil de si el gel se +a saturado con +umedad# Se indica "ue el gel necesita ser rempla>ado o regenerado# El gel de sílice "ue indica toda(ía se absorbe ; de su peso en el (apor de agua como la no indica De +ec+o, se utili>a principalmente como indicador del grado de des+umidiul es también conocida como una indicaci!n de gel de sílice, mediante un indicador Silica 7el, Desecantes a>ul, aparato de absorci!n de +umedad#
El compuesto a>ul inerte es el CoCl& 4-6 SI8IC/7E8 N/R/N2/: El gel de sílice con indicador de saturaci!n color naran?a en es%eras de a F mm# Su principal componente es di!$ido de silicio 4gel de sílice6 su color cambia por "ue contiene (ioleta de genciana 4H6 V4C'6&NC9'W&C:C9': N 4C'6&Cl con respecto a la saturaci!n "ue tenga de +umedad relati(a# 8a (ioleta de genciana es completamente inocua no produce ning@n da=o a la salud# Este es un productos absorbente "ue tiene la maor capacidad de absorci!n de si tipo a pesar de su nombre XgelY es un s!lido completamente duro# Tiene una porosidad de +asta H;; mZKgramo, es por esto "ue es el producto m)s utili>ado para absorber agua, o me?or dic+o para absorber la +umedad relati(a en espacios cerrados, absorbiendo o +asta un ; de su peso en +umedad#
3I38IO7R/[/: 1.( Ha$ -ange. 6i$7a de datos de segu*idad. Disoni8le en: 7tt://.7a$7( lange.es/s7o/a$tion;/donload3/ES/s>/es/O?EN/@4iA5i$D9ee@Eti;BAOu //37DHA
2.( Auiminet.$om. AuF es la sili$a gelG 200. Disoni8le en: 7tt://.;uiminet.$om/a*ti$ulos/;ue(es(la(sili$a(gel(215.7tm 3.( S<( ining and $onst*u$tion ma$7ine*. ,lanta de *odu$$in del sili$ato de sodio. Disoni8le en: .$7an$ado*a.$om.e/ali$ation/ali$ation/2011(01( 22/&5.7tml 4.( SNCHE. el de sili$a 8Isi$a. Disoni8le en: 7tt://.$7inasili$agel.es/3(( $ontaine*(use(sili$a(gel.7tml 5.( SJli$a gel. Desen$adenantes indust*iales del no*te. F+i$o. 200'. Disoni8le en: 7tt://.sili$agel.$om.m+/geldesili$eindi$ado*satu*a$ionna*anBa.as+ .( C*omatog*a=JaK ase$tos gene*ales. 6*an$ia. 200&. Disoni8le en: 7tt://.=a*m.u$l.a$.8e/tao/tinteg*es/H,-C/do$uments/$7ait*e3.d= '.( AuJmi$a o*gIni$a e+e*imental. ,Igina 10. H. Duont Du*stK eo*ge L. oel &.( nIlisis ;uJmi$o. ,Igina 49. He*8e*t . -aitinenK Lalte* E. Ha**is 9.( E+e*imentos de AuJmi$a O*gIni$a. nde*son ua*ni>o 6*an$oK ,ed*o Nel a*tJne> ees. Edi$iones Eli>$om. Colom8ia. ,Igina 104. 10.( AuJmi$aK Molumen 2. Ronald . illesieKu*elio
