miércoles, marzo 11

obtencion de sales

Las s. son compuestos resultantes de la combinación de un metal con otro elemento no metálico o con un radical ácido, y que se consideran como producidas por sustitución del hidrógeno de los ácidos por átomos metálicos. Las s. resultan, pues, de la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno de un ácido por átomos metálicos o radicales electropositivos. La s. común, de la que se deriva este nombre genérico, es el cloruro sódico, CINa, en cuya fórmula el sodio (v.) ocupa el lugar del hidrógeno del ácido clorhídrico (v. III). Otros ejemplos de s. son el sulfato cúprico, S04Cu, en el que el cobre (v.) ha sustituido al hidrógeno del ácido sulfúrico, S04H2, o el nitrato potásico, N03K, en el cual el hidrógeno del ácido nítrico ha sido reemplazado por el potasio (v.). Algunas s. contienen radicales en lugar de átomos metálicos, como el cloruro amónico, CINH4. Las s. son compuestos de enlace iónico, es decir. enlace por transferencia de electrones, a diferencia del enlace covalente, que se hace por compartimiento de electrones (v. ENLACES Químicos 3); en ellas, el metal cede electrones al radical ácido. Por esto, cuando se encuentran fundidas o en solución, conducen la corriente eléctrica, como conductores de segunda clase, o sea, descomponiéndose en sus iones. A los conductores de segunda clase (s., ácidos y bases) se les llama también electrólitos, y, como hemos dicho, se descomponen al paso de la corriente eléctrica (v. ELECTRóLISIS; ELECTROQUIMICA). Se llaman iones a los grupos o radicales que transporta la corriente al atravesar los líquidos con electrólitos en solución. Los iones se dividen en aniones y cationes; se llaman aniones los iones que, por ser de carácter negativo, se dirigen al polo positivo o ánodo; se llaman cationes los iones que, por ser de carácter positivo, van al polo negativo o cátodo. En los ácidos (v. ÁCIDOS I), el hidrógeno metálico es el catión, y el residuo ácido es el anión. En las bases (v. ÁCIDOS I), el radical oxhidrilo, OH-, es el anión, y el metal es el catión. En las s., el metal es el catión, y el residuo ácido es el anión. Las propiedades de las s. varían ampliamente y son, en general, las de los iones que contienen. Así, el cloruro sódico se comporta en muchas ocasiones y circunstancias como las demás s. sódicas pero, por otro lado, también presenta grandes analogías con otros cloruros. Las s. se denominan de acuerdo con el metal y el radical que las forman; la terminación -uro se emplea para las s. binarias, es decir, los compuestos formados por dos elementos, por ej., el cloruro sódico, CINa. Los nombres de las de más s. terminan en -ato y en -ito si se derivan de un ácido cuyo nombre acabe en -ico o en -oso, respectivamente. Así, el S04Na2 se denomina sulfato sódico porque deriva del ácido sulfúrico, y el S03Na2 sulfito sódico porque proviene del ácido sulfuroso. Muchas s. tienen aplicaciones muy importantes, que se describen al tratar del metal que contienen. Los métodos empleados para preparar las s. dependen de la disponibilidad de las materias primas necesarias en cada caso y de la mayor o menor facilidad con que la s. puede separarse de los productos secundarios formados al mismo tiempo que ella. Entre los Métodos generales de obtención de sales pueden citarse los siguientes: 1) La combinación directa de sus elementos, para las binarias: S+Zn --> SZn. 2) La acción de los ácidos sobre los metales: S04H2+Zn --> S04Zn+H2, o bien: 8 N03H+3 Cu --> 3 (NO3)2Cu+2 NO +4 H20 3) La neutralización de un ácido mediante un óxido o un hidróxido: NaOH+CIH ---> CINa+H20. 4) La doble descomposición o intercambio iónico entre dos s., distintas de la que se desea obtener, o entre s. y ácidos: S04Na2+C12Ba -> S04Ba+2 CINa, o bien N03Ag+C1H ---> ClAg+N03H. 1. Clases de sales. Pueden clasificarse en normales, ácidas, básicas y mixtas. Las sales ácidas se obtienen mediante sustitución de sólo una parte del hidrógeno reemplazable del ácido que tiene dos o más hidrógenos sustituibles por metales. Así, p. ej., de los dos hidrógenos del ácido sulfúrico, puede reemplazarse por el sodio uno sólo para obtenerse el bisulfato sódico o sulfato ácido de sodio, S04HNa, que es una s. ácida, o los dos, y entonces resulta el sulfato sódico, S04Na2, que es una s. normal. En el caso del ácido ortofosfórico, PO4H3, pueden derivarse tres s. diferentes: el fosfato monosódico, P04H2Na, el disódico, P04HNa2, y el trisódico, P04Na3. Las s. ácidas pueden prepararse por neutralización incompleta de un ácido o por la acción de un ácido fuerte sobre una s., p. ej.: NaOH+S04H2 -~ S04HNa+H20 CINa+S04H2 -~ S04HNa+CIH. Las sales normales se forman por sustitución con átomos metálicos de todos los hidrógenos reemplazables en un ácido. Las s. normales no tienen hidrógeno reemplazable por metales. Ejemplo de estas s. son el cloruro sódico, CINa, el nitrato potásico, N03K, el carbonato cálcico: C03Ca, el nitrato amónico, N03(NH4), etc. Estas s. están formadas por iones distintos del H+ y el 0=, unidos por enlace electrovalente. Así, el CINa está formado por el ion cloro con una carga negativa, C1-, y el ion sodio con una carga positiva, Na+, ambos iones están unidos electrovalentemente. Los iones de las s. no se limitan a átomos sencillos cargados, sino que pueden ser también grupos atómicos cargados; éste es el caso del nitrato amónico, formado por el ion nitrato, N03-, y el ion amonio, NH4+, que es un ion (catión) no sencillo. Se conocen algunas sustancias, p. ej., el cloruro mercúrico, que presentan las propiedades generales de las s., pero que, sin embargo, están sólo ligeramente disociadas, aun en soluciones acuosas diluidas. Compuestos tales como los carburos, fosfuros, arseniuros, siliciuros y nitruros, aunque algunos de ellos son análogos a las s., en general, tienen tendencia a formar enlaces covalentes, por compartición de electrones, y no se consideran como s. porque no exhiben las propiedades de éstas. Las sales básicas son las que, en solución, dan aniones hidróxilo junto a otros distintos. La denominación de s. básica se da a cualquier compuesto que posea composición intermedia entre una s. normal y un óxido o hidróxido metálico. Como tal es aplicable a los oxi- e hidroxihaluros, a otras s. que contengan grupos O-2 y OH- y a sustancias tales como los, compuestos «básicos» de berilio, de fórmula (R02)60Be4. H. Basett cita los siguientes tipos de s. básicas: 1) Las derivadas de las bases de los poliácidos, en las que alguno de los grupos O-2 y OHha reaccionado con un ácido y en las que los demás están enlazados covalentemente con el metal. 2) S. básicas con redes infinitas tridimensionales de tipo iónico. 3) S. básicas con redes en capa, de tipo iónico y sin oxhidrilo. 4) S. básicas con redes en capa, de tipo iónico y con oxhidrilo. 5) S. básicas derivadas de aniones complejos silicato y aluminiosilicato. 6) S. básicas con moléculas discretas. Las sales dobles o mixtas son compuestos formados de dos s. normales. Las s. pueden tener la composición más sencilla posible de un compuesto, pero también pueden encerrar grados variados de complejidad. Las s. más sencillas son las del tipo cloruro sódico, en las que los dos radicales son elementales. Ejemplos más complejos son el cloruro amónico, CINH4, y el nitrato amónico, NO3NH4; el primero de ellos tiene un radical complejo, y el segundo dos. Dos s. sencillas se pueden unir para formar una s. doble o una s. compleja, y estos dos tipos de s. se diferencian mediante la teoría de la ionización (v.). Las s. dobles se forman cuando se unen dos o más s. en estado sólido. Los iones de las dos s. se simultanean en la misma red cristalina y presentan formas cristalinas distintivas, bien definidas. Todas las propiedades físicas de las s. dobles son características. En cambio, su comportamiento químico es análogo al de una mezcla de las dos s. integrantes, debido a que las s. dobles, tanto fundidas como en solución en un disolvente polar, dan los mismos iones que las s. separadas que las forman. El sulfato magnésico potásico S04K2•S04Mg-6H20, que se obtiene cuando se mezclan soluciones de sulfato potásico y de sulfato magnésico y se deja evaporar la solución acuosa, contiene los iones K+, Mg- y S04=. Casi se puede decir que las s. dobles solamente existen en estado sólido. Las sales complejas, formadas igualmente por unión de dos s., son también compuestos definidos, pero éstos en solución no se comportan como una mezcla. Así, p. ej., el ferrocianuro potásico, K4Fe(CN)6, no presenta en solución ninguna de las propiedades típicas de los cianuros, porque en realidad se disocia dando los iones K+ y Fe(CN)64-, pero no deja libres iones K+, Fe—- y CN-. A primera vista, las s. dobles parecen diferentes de las complejas; la formación de aquéllas depende del hecho de ser menos solubles que sus s. componentes. Sin embargo, entre las dos clases hay estados intermedios; se puede suponer, p. ej., que una solución de sulfato potásico magnésico contiene cierta proporción de agrupaciones iónicas, asemejándose a moléculas de (S04)2MgK2, en equilibrio con iones K+ y con una pequeña proporción de iones (S04)22-Mg,++, justamente como una solución de ferrocianuro potásico contiene una pequeñísima concentración de iones Fe++ y CN-, en equilibrio con el ion complejo Fe(CN)64-. En algunas aplicaciones se encuentran ejemplos de tipo intermedio. El cadmicianuro potásico (CN)4CdK2 es un complejo que da suficientes iones Cd++ para ser reconocidos. Sales amónicas. El carácter muy débilmente básico del hidróxido amónico, NH40H, se debe al enlace de hidrógeno (v. ENLACES QUÍMICOS 2), que se forma cuando el átomo de hidrógeno sostiene juntos dos átomos electronegativos, es decir, aparece con el número de coordinación dos, mediante «resonancia» o «mesomería» de dos pares de electrones entre el átomo de hidrógeno y los dos átomos del elemento electronegativo; el protón (H+) ejerce influencia alternativa sobre dos pares de electrones solitarios de los iones electronegativos inmediatos, y así quedan dos átomos electronegativos retenidos juntos. Tal es el caso del ácido fluorhídrico (FH2), F-H-F-H ; este carácter muy débilmente básico del hidróxido amónico se debe, como antes hemos dicho, al enlace de hidrógeno y no a que el amoniaco (v.) retenga con poca intensidad al protón, y, por tanto, no deje libres bastantes iones OH- del agua. Esta explicación justifica que las s. amónicas sean compuestos perfectamente estables, con frecuencia muy semejantes e isomorfas con las correspondientes s. de potasio -en las redes cristalinas de estas s. los iones NH4+ ocupan el lugar de los iones metálicos alcalinos-, y que, por otra parte, las s. amónicas se hidrolicen apreciablemente y que las soluciones acuosas de las s. de ácido fuerte tengan reacción débilmente ácida. La certeza de la existencia de las s. amónicas deriva de conocerse muchas de ellas en estado sólido, tener propiedades de tipo salino y poseer redes iónicas. Sin embargo, todas las s. amónicas se descomponen en fragmentos no iónicos, a temperaturas poco elevadas. La volatilidad del amoniaco hace que las s. amónicas se disocien por el calor, y si son de ácido también volátil, tales como el cloruro y el carbonato amónicos, se sublimen. También las s. amónicas calentadas con una base fuerte, cal o hidróxidos alcalinos, producen amoniaco. 2. Propiedades aditivas de las sales. Si consideramos como único disolvente de las s. el agua, se considera como s. toda sustancia iónica que, en solución, suministra algún catión distinto del ion oxonio, OH3+, y algún anión distinto del ion hidróxilo, OH-. Las s., a la temperatura ordinaria, son siempre sólidas, con la excepción del cloruro estánnico, el cual se asemeja en sus propiedades físicas a un cloruro de un no metal. Corrientemente, cristalizan bien, con frecuencia con agua de cristalización y, por regla general, tienen puntos de ebullición altos. Las s., con pocas excepciones, están casi completamente disociadas en solución acuosa, por lo que se pueden considerar como electrólitos fuertes, independientemente de la fuerza del ácido y de la base de que derivan. Tanto en solución como fundidas son buenas conductoras de la electricidad. Las propiedades de las s. son, en general, aditivas, debido a su gran concentración iónica en solución. En soluciones diluidas, las propiedades son casi exclusivamente las de los iones que las integran (v. DISOLUCIONES). Aun en estado sólido, se aprecia también este carácter aditivo, pero se aplica más a las propiedades químicas que a las físicas. Así, p. ej., el sulfato de cobre presenta tres grupos de propiedades características: 1) La densidad, solubilidad, forma cristalina y otras propiedades físicas, y la formación de hidratos, corresponden solamente al conjunto sulfato cúprico. Es el grupo de propiedades de menor interés químico. 2) El color de la solución, sus propiedades venenosas, la formación de precipitados con determinadas sustancias que originan con el cobre compuestos insolubles, la reducción a óxido cuproso o a cobre metálico por reductores apropiados, etc., pertenecen a las s. cúpricas en general. 3) La descomposición con producción de trióxido de azufre y un óxido metálico, la formación de precipitados con sustancias que originan como el ion sulfato compuestos insolubles, etc., las presentan los sulfatos (v. SULFATOS Y SULFATOS). Sin embargo, en soluciones muy concentradas, y en presencia de iones diversos, las s. producen muchas veces asociaciones que, aunque de momento no son de importancia práctica, tienen enorme interés. Debido a la gran disociación en que aparecen casi todas las s., la mayor parte de sus reacciones se relacionan con el comportamiento de los iones, y así son del tipo de transposición. Al lado de ellas se presentan también muy frecuentemente reacciones de oxidación-reducción (v.). La teoría de la disociación de las s. ha aportado gran simplificación a su estudio. Si, p. ej., se estudian 40 metales y 20 ácidos, el número de s. que se forman es de 800. Ahora bien, si se tiene en cuenta el carácter aditivo de sus propiedades solamente es necesario conocer 60 conjuntos de propiedades correspondientes al ion positivo y al ion negativo, y no los 800 conjuntos de propiedades correspondientes a las sales. Así, la totalidad de los cloruros metálicos, y el mismo ácido clorhídrico en solución, presentan las mismas propiedades.

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