PRACTICA N05DETERMINACION CUALITATIVA DEL GRUPO II. OBJETIVO
Determinar en forma cualitativa los cationes del grupo I.II.
FUNDAMENTO TEORICO
Determinacin cualitativa del grupo I
Marcha analtica: proceso de identificacin de iones inorgnicos en
una disolucin en los cuales se produce formacin de complejos
usuales de color nico y caracterstico.Precipitado: es la sustancia
solida visible que se forma al combinar varias sustancias.Iones
complejos: est compuesto por un catin con otros iones o
molculas.Efecto ion complejo: desplazamiento de un equilibrio inico
cuando cambia la concentracin de uno de los iones que estn
implicados en dicho equilibrio, debido a la presencia en la
disolucin de una sal que se encuentra disuelta en l.El mtodo ideal
para la determinacin de la presencia de un cierto ion en una
solucin, consiste en utilizar reactivos especficos de dicho ion,
ello implica disponer de una cierta cantidad de reactivos, uno para
cada ion, lo que es bastante difcil de lograr. Con el fin de
utilizar el mnimo nmero de reactivos y que adems no se produzcan
interferencias, se han desarrollado las llamadas Marchas Analticas,
ya sea de aniones o cationes. La Marcha Analtica de Cationes ms
empleada, es la que desarrollara Bunsen en el siglo pasado. Endicha
Marcha, se clasifican los cationes de cinco grupos. Cada grupo es
separado de los dems, mediante el agregado de reactivos especficos
de cada grupo, los cuales precipitan los cationes correspondientes
en forma especfica, es decir, el reactivo de un grupo precipita los
cationes correspondientes a dicho grupo, pero los cationes de los
dems grupos quedan en solucin.Los cationes del primer grupo
analtico estn representados por la plata (Ag), el mercurio (Hg), y
el plomo (Pb). Los tres cationes se precipitan de su solucin en
anlisis con el reactivo de grupo: cido clorhdrico diluido en frio.
De acuerdo a esto, existen cinco grupos reactivos
ANLISIS DEL GRUPO I DE CATIONES: (Ag+, Hg+2, Pb+2) El grupo I de
cationes est formado por aquellos cationes cuyos elementos son
insolubles en agua y en cidos diluidos. Los productos de
solubilidad a 25 C de los cloruros correspondientes a estos iones
son: Kps (AgCl) = 1,6x10-10, Kps (Hg2Cl2) = 1 x10-18 y Kps (PbCl2)
= 1,7x10-5.Precipitacin del Grupo I: Conviene primero acidificar la
solucin con HNO3 por que la muestra normalmente es neutra o
alcalina, el Ag+ puede estar presente como un complejo (Ag (NH3)2)
(argento diamina), y el Pb2+ como HPbO2- (anin plmbico), los que
son difciles de precipitar con Cl- . Al agregar HNO3 se producirn
las siguientes reacciones: Ag (NH3)2+ + 2 H+ = Ag+ + 2 NH4-HPbO2 +
3H+ = Pb2+ + 2 H2OSe agrega a continuacin HCl con el cual precipita
los cloruros: AgCl, Hg2Cl2, y PbCl2Todos son de color blanco. Se
emplea como precipitante HCl diluido, para evitar la formacin de
los complejos solubles de Ag y Pb, de acuerdo a las siguientes
reacciones: AgCl(s) + Cl- = (AgCl)2 (soluble)PbCl2(s) + 2 Cl- =
(PbCl4) (soluble)La precipitacin se hace agitando para favorecer la
mezcla de los reactivos. Se realiza en fro pues el PbCl2 es mucho
ms soluble en caliente que en frio. Verificando que hay exceso de
reactivo, se centrifuga para separar el precipitado de cloruros de
la solucin, que en principio podra tener el resto de los grupos.El
precipitado se lava para eliminar restos de los otros grupos. Se
utiliza HCl para lavar el precipitado, con el fin de evitar
demasiada solubilizaran de los cloruros.
Separacin e Identificacin del Pb2+:Como el PbCl2 es mucho ms
soluble en agua caliente que en agua fra, la mezcla de cloruros
precipitados se trata con agua caliente varias veces, de manera
que, si hay PbCl2, ste queda en solucin en el agua caliente dejando
los cloruros de Ag y Hg como precipitado insoluble que se separa
dicha solucin de PbCl2. El PbCl2 disuelto, se identifica en la
solucin caliente mediante el agregado de una solucin de K2CrO4, la
que provee los iones CrO4= para precipitar el PbCrO4 de color
amarillo (Kps = 1,8x10-14) muy soluble, que se puede separar por
centrifugacin.Separacin de Ag+ y Hg2 2+:El precipitado de AgCl y
Hg2Cl2 que es de color blanco, se trata con NH2OH moderadamente
concentrado, que acta disolviendo el AgCl segn la reaccin:AgCl(s)
(Blanco) + 2 NH3 = (Ag (NH3)2)+ + Cl-Por su parte, el Hg2Cl2
reacciona con NH3: Hg2Cl2(s) (blanco) + 2 NH3 = Hg (l) (negro) +
HgClNH2(s) (blanco) + NH4++ Cl-(HgClNH2 se llama Cloroamiduro de
Mercurio).Por lo tanto, si hay Hg2Cl2, el precipitado tomar un
color gris, que indica la presencia de Hg+2 cuando se agrega el
NH4OH. Por lo tanto, si hay Hg2Cl2, el precipitado tomar un color
gris, que indica la presencia de Hg+2 cuando se agrega el
NH4OH.Identificacin de Ag+: La solucin que contiene (Ag (NH3)2)+
resultante de la operacin precedente, se trata con unas gotas de
solucin de KI, producindose la reaccin: (Ag (NH3)2)+ + I- = AgI(s)
(Amarillo) + 2 NH3La precipitacin del AgI amarillo, indica la
presencia de Ag+Confirmacin de Hg2+2: Si bien, la presencia de un
residuo gris en el tratamiento con NH4OH indica la presencia de Hg2
+2 conviene confirmarlo. Para ello, se disuelve el precipitado con
una mezcla 1:3 en volumen de HNO3 y HCl (agua regia). La mezcla
genera Cl- de acuerdo a la siguiente reaccin: 2 NO3- + 8H+ + 6 Cl-
= 3 Cl2 + 2 NO + 4 H2OLa disolucin del precipitado, ocurre de
acuerdo a: 3 Hg + 6 Cl- + 2 NO3- + 8 H+ = 3 HgCl2 (soluble) + 2 NO
+ 4 H2OHgClNH2(s) (blanco) + NO3- + 2 H+ + Cl- = HgCl2 (soluble) +
NO + 2 H2O
CLASIFICACIN DE LOS CATIONES (IONES METLICOS) EN GRUPOS
ANALTICOS.
Para los propsitos del anlisis cualitativo sistemtico, los
cationes se dividen en cinco grupos sobre la base de su
comportamiento frente a ciertos reactivos. Mediante el uso
sistemtico de los llamados reactivos de grupo, podemos decidir
sobre la presencia o ausencia de grupos de cationes y, adems,
separar estos grupos para un examen ms profundo. Los reactivos de
grupo que se usan para la clasificacin de los cationes ms comunes
son: el cido clorhdrico, el sulfuro de hidrgeno, el sulfuro de
amonio y el carbonato de amonio. La clasificacin se basa en que un
catin reacciona con estos reactivos mediante la formacin de
precipitados o no. Por lo tanto se puede decir que la clasificacin
de los cationes ms comunes se basa en las diferencias de las
solubilidades de sus cloruros, sulfuros y carbonatos. Los cinco
grupos de cationes y las caractersticas de estos grupos son las
siguientes:GRUPO I. Los cationes de este grupo forman precipitados
con el cido clorhdrico diluido. Los iones de este grupo son: plomo,
mercurio (I) y plata (I).GRUPO II. Los cationes de este grupo no
reaccionan con el cido clorhdrico diluido, pero forman precipitados
con el sulfuro de hidrgeno en un medio cido mineral diluido. Los
iones de este grupo son: mercurio (II), cobre, bismuto, Cadmio,
Arsnico (III),arsnico (V), antimonio (III),antimonio (V),estao (II)
y estao (IV). Los primeros cuatro forman el subgrupo IIa y los
ltimos seis el subgrupo IIb. Mientras que los sulfuros de los
cationes del Grupo IIa son insolubles en polisulfuro de amonio, los
de los cationes del Grupo IIb son solubles.GRUPO III. Los cationes
de este grupo no reaccionan ni con el cido clorhdrico diluido, ni
con el sulfuro de amonio en medio cido mineral diluido. Sin
embargo, forman precipitados con el sulfuro de amonio en un medio
neutro o amoniacal. Los cationes de este grupo son: cobalto
(II),nquel (II), hierro (II), hierro (III), cromo (III), aluminio,
cinc y manganeso (II).GRUPO IV. Los cationes de este grupo no
reaccionan con los reactivos de los Grupos I, II y III. Forman
precipitados con el carbonato de amonio en presencia de cloruro de
amonio en medio neutro o ligeramente cido. Los cationes de este
grupo son: calcio, estroncio, y bario.GRUPO V. Los cationes comunes
que no reaccionan con los reactivos de los grupos previos, forman
el ltimo grupo de cationes, que incluyen a los iones: magnesio,
sodio, potasio, amonio, litio e hidrgeno.
III. MATERIALES Y REACTIVOSMATERIALES Pipetas 6 Tubos de ensayo
vaso precipitado una centrifugadoraREACTIVOS cido clorhdrico
Cationes: Ag+, Hg+,Pb2+ cido ntrico (HNO3) Yoduro de potasio (KI)
Dicromato de potasio (K2Cr2O7) Cromato de potasio (Cr2O4).IV. PARTE
EXPERIMENTAL1. TRATAMIENTO DE MUESTRA PROBLEMA: Sacar de 6 a 10
gotas de muestra problema, luego echar 4 a 6 gotas de HCl. se puede
ver un precipitado blanco. Todos son de color blanco. (Se emplea
como precipitante HCl diluido, para evitar la formacin de los
complejos solubles de Ag y Pb) Luego llevar a la centrifugadora por
5 minutos; en la estuvo a 2000 revoluciones por minuto en la que se
puede ver que se volvi cristalino.Muestra Problema +
HClCentrifugadoraDespus De Centrifugar
2. PRECIPITADO: Despus la solucin sacada de la centrifugadora se
decanta y el precipitado (AgCl, PbCl2,Hg2Cl2) formado se le separa
en otro tubo de ensayo, luego agregar 10 gotas de agua caliente,
porque va a disolver el cloruro de plomo. La nueva solucin con agua
caliente lo llevamos a la centrifugadora durante 2 minutos, y
volvimos a separar la solucin de lquido y solido (decantacin), en
esta solucin se puede ver que el plomo se ha disuelto y la
precipitacin obtenida es .
la solucin en la Centrifugadorasolucin obtenida ()
3. Luego al precipitado obtenido agregamos 3 a 5 gotas de despus
hay que centrifugar, se puede ver que forma un precipitado negro,
esto significa que est reconociendo a al estado de (cloruro amido
de mercurio) por lo tanto la solucin est el ion . Solucin
(Ag(NH3)2+,Cl-
La nueva solucin en la centrifugadoraPrecipitado Negro (Hg)
4. Volvemos a separar por decantacin la solucin ((Ag (NH3)2+)
llevada a la centrifugadora, a esta solucin aadir 10 gotas de cido
ntrico (HNO3). Formo un color lechoso, la solucin decantadasolucin
+ HNO3
5. RECONOCIMIENTO DE Pb2+: La solucin con cido ntrico se separa
en 3 tubos equitativamente, al primer tubo de ensayo con la solucin
aadir yoduro de potasio (KI), y se pudo obtener un precipitado
amarillo, eso significa que precipito yoduro de plomo (PbI2). Al
segundo tubo aadir dicromato de potasio (K2Cr2O7) de 3 a 5 gotas
donde formo un color amarillo anaranjado esto indica la presencia
del ion Pb2+ (PbCr2O7). Al tercer tubo se agreg cromato de potasio
(K2CrO4) y se pudo observar tambin la presencia del ion Pb2+
(PbCrO4).solucin + KIsolucin + K2Cr2O7= PbCr2O7solucin + K2CrO4=
PbCrO4
REACCIONES DEL ION Pb2+
El precipitado se disuelve en cido ntrico o en hidrxido de
sodio. Ioduro de potasio: se obtiene un precipitado de color
amarillo de ioduro de plomo (II).
Pb (NO3)2 + 2 KI PbI2 + 2 KNO3
El precipitado es moderadamente soluble en agua hirviente para
dar una solucin incolora, de la cual se separa al enfriar en placas
de color amarillo dorado.
Cromato de potasio en solucin neutra, amoniacal o actica: Se
forma un precipitado de color amarillo de cromato de plomo
(II).
Pb (NO3)2 + K2CrO4 PbCrO4 + 2 KNO3
REACCIONES DEL ION Hg2Cl2
cido clorhdrico diluido: se forma un precipitado de color blanco
de cloruro de mercurio (I).
Hg22+ + 2 Cl- Hg2Cl2
El precipitado es insoluble en cidos diluidos.
El precipitado es insoluble en exceso de reactivo, pero se
disuelve rpidamente en cido ntrico diluido.
Cuando se hierve, el color del precipitado cambia por gris,
debido a la disimulacin en la que se forman xido de mercurio (II) y
mercurio metlico:
Hg2O HgO + Hg
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se pudo identificar algunos
cationes del grupo I, identificamos el catin Pb2+ y Hg+. Se emple
como precipitante HCl diluido, para evitar la formacin de los
complejos solubles de Ag y Pb. Al aadir HCl precipito AgCl,, Se
aadi agua caliente porque el cloruro de plomo es ms soluble en agua
caliente que en agua fra, por eso se aadi agua caliente. Al nuevo
precipitado obtenido se agrego y centrifugarlo form un precipitado
negro esto indica que hay presencia de ion Hg+ en la muestra
original por lo consiguiente en la solucin (Ag(NH3)2+) se encuentra
el ion Ag+ porque se encuentra disuelta porque el amonio lo
disolvi. A la solucin de (Ag (NH3)2+) se agreg cido ntrico (HNO3)
formo un precipitado blanco (AgCl) que se oscurece a la luz indica
la presencia de ion Ag+ en la muestra original. Catin Pb+ se
identific con el reactivo KI que se agreg ala solucin en donde Pb
esta disuelto, al agregar formo un precipitado amarillo en la que
precipito yoduro de plomo por lo consiguiente de pudo identificar
catin plomo.VI. BIBLIOGRAFIAINTERNET Universidad Central De
Venezuela-Facultad De Ciencias-Escuela De Qumica-Laboratorio De
Qumica- Anlisis Cualitativo Marcha Analtica De Cationes.
pg. 9