▷ OBTENCIÓN (NH4)2[SnCl6] a partir de ESTAÑO

Objetivo del experimento

Generar una corriente de Cl_{2 (g)}, seco y libre de HCl, que oxidará el Sn metálico a cloruro de estaño (IV), teniendo especial cuidado ya que se hidroliza rápidamente en contacto con la humedad ambiental. Esta elevada reactividad será aprovechada para la formación del clorocomplejo (NH₄)₂[SnCl₆].

Materiales empleados

Agitador magnético
Matraz grande de dos bocas
Embudo de adición de presión compensada
Tubo acodado con macho esmerilado
Vasos de precipitados
Pipetas de vidrio
Tapón 29/32
4 frascos lavadores
Tubo de condensación
Tubos de goma secos
Recipiente para baño frío

Reactivos

HCl
H₂SO₄
NaOH (usada)
KI 0.1M
2 g de Sn
20 g de KMnO₄
3g de NH₄Cl

IMPORTANTE: El cloro es un gas muy tóxico y oxidante por lo que todas las operaciones se deben de efectuar en VITRINA. El tubo de condensación y los tubos de goma han de estar completamente secos ya que si no, el cloruro de estaño (IV) se hidroliza. El goteo de HCl sobre el permanganato potásico ha de ser lento (1 gota cada 2 segundos) así evitamos variaciones bruscas de presión.

Procedimiento experimental

Obtención de Cloruro de Estaño (IV)

Se instala el montaje de la figura dentro de la vitrina. Se llena el matraz con 20 g de KMnO₄ en 5 mL de H₂O para eliminar el exceso de cloro que se libera. Lo último que se llena es el embudo de adición con los 100 mL de HCl concentrado.

Una vez listo el montaje, se abre la llave del HCl y se procede a un goteo lento. Pronto aparecerá un gas verdoso (cloro) con vapores de HCl que se deben de eliminar en el primer frasco lavador. Es de vital importancia eliminar la humedad y esto se consigue en el segundo frasco que contiene ácido sulfúrico concentrado.

El cloro seco y sin HCl, reacciona con el estaño formando un líquido incoloro (SnCl₄) (algo verdoso por el cloro disuelto). Esta reacción es muy exotérmica por lo que habrá que controlar el aumento de la temperatura introduciendo en baño de hielo el frasco reactor cuando sea necesario.

Es aconsejable agitar el reactor y dejar los restos de Sn en contacto con el cloro y no sumergidos en SnCl₄. El Cl₂ que no reacciona se hace pasar por ácido sulfúrico que protege de la humedad del aire al reactor.

IMPORTANTE: Es muy importante que el tubo del frasco esté cubierto menos de 1 cm por el ácido sulfúrico, así se evita que se reabsorba hacia el reactor.

Entre el frasco lavador y la disolución de NaOH se coloca un frasco vacío que evita que el NaOH y el H₂SO₄ se junten.

Las reacciones que tienen lugar son:

La estructura del tetracloruro de estaño es tetraédrica, sus átomos se disponen de la siguiente manera:

Ensayo: Se borbotea la corriente gaseosa de cloro a través de una disolución 0.1M de KI (3mL en tubo de ensayo). La reacción que tiene lugar es:

Preparación del (NH₄)₂[SnCl₆]

Una vez se haya acabado todo el HCl concentrado y por tanto, la producción de cloro, se desconecta el tubo del vaso de reacción y se vierte todo el contenido de SnCl₄ muy rápidamente sobre un vaso que contiene una disolución de 3g de NH₄Cl en 8 mL de H₂O.

Inmediatamente aparece un precipitado blanco de (NH₄)₂[SnCl₆]. El sólido se filtra en Büchner, se lava con H₂O a 0ºC (2mL) y se seca por succión.

Cuestiones

¿Qué es el sólido marrón oscuro que queda en el matraz dónde estaba el KMnO₄?

Ese sólido es MnO₂, insoluble en medio neutro y soluble en un medio ácido o básico. Los iones Cl^– son capaces de reducir al permanganato MnO₄^– hasta el óxido de manganeso (IV)

E^o(Cl₂/Cl^–)= 1,38 v

E^o(MnO₄^–/MnO₂)= 1,679 v

2. ¿Es el SnCl₄ una sal?

Es un líquido muy higroscópico, inestable al aire, sus átomos se unen mediante enlace covalente.

3. ¿Cuál es la naturaleza de los vapores blancos que aparecen al poner el SnCl₄ en contacto con el aire? (Poner esos vapores en papel indicador humedecido con una gota de H₂O) ¿En qué se transforma el SnCl₄ cuando se hidroliza?