UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” FACULTAD: INGENIERÍA DE MINAS GEOLOGÍA Y METALURGÍA ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERÍA DE MINAS ASIGNATURA : QUÍMICA ANALÍTICA TEMA : Informe Nº 3: Reacciones de los cationes del grupo del cobre. DOCENTE : OLIVERA DE LA CRUZ, Edgar ALUMNOS : CANO ALONSO, Augurio HUAMÁN YÁNAC, Manuel ROSAS ROSALES, Jonni LLIUYA SALAS, Marcelino SOTO ROMERO, Onias CICLO : 2014 – I
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UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD: INGENIERÍA DE MINAS GEOLOGÍA Y METALURGÍA
ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERÍA DE MINAS
ASIGNATURA : QUÍMICA ANALÍTICA
TEMA : Informe Nº 3: Reacciones de los cationes
del grupo del cobre.
DOCENTE : OLIVERA DE LA CRUZ, Edgar
ALUMNOS : CANO ALONSO, Augurio
HUAMÁN YÁNAC, Manuel
ROSAS ROSALES, Jonni
LLIUYA SALAS, Marcelino
SOTO ROMERO, Onias
CICLO : 2014 – I
Huaraz – Ancash – Perú
2014
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
INTRODUCCIÓN
El presente informe titulado REACCIONES DE LOS CATIONES DEL GRUPO
DE COBRE, comprende fundamentalmente el estudio de los principales métodos
analíticos de identificación de cationes en solución, en este caso del grupo del cobre; dicho
estudio es de suma importancia, ya que nos permite como alumnos familiarizarnos con las
reacciones que se han llevado a cabo en el laboratorio, y de esa manera nos encontraremos
en la capacidad de identificar los cationes, cuando se tenga que realizar el análisis de estos
cationes en una determinada muestra.
Una muestra está constituida por la mena (sustancia mineral) y la ganga (no son
minerales metálicos), ya que de dicha mena puede obtenerse económicamente un metal, lo
cual el estudio de la identificación de los cationes nos ayudara a obtener dicho metal.
Finalmente en nuestro informe de la práctica realizada en el laboratorio, se considerará lo
siguiente: marco teórico, materiales y reactivos, procedimiento, cálculos y resultados,
conclusiones, sugerencias y anexos.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
OBJETIVOS
a) OBJETIVO GENERAL
Lograr la identificación de los cationes del grupo del cobre en la solución preparada
por el docente, mediante la marcha analítica sistemática.
b) OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Distinguir los distintos precipitados, colores, y factores que ayudan al
reconocimiento de los compuestos formados, que se obtienen mediante reactivos
que producen reacciones con los iones del Cu+2, Pb+2, Hg+2, Cd+2 y Bi+3.
Reconocer la presencia de Hg en una muestra, observando las características físicas
del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color gris
que es el Hg en presencia de Hg2Cl2 (precipitado blanco).
Reconocer la presencia de Pb en una muestra, observando las características físicas
del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color negro
que es el Bi.
Reconocer la presencia de Cu en una muestra, observando las características físicas
del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color blanco
o gris que es el Cu2[Fe(CN)6].
Reconocer la presencia de Cd en una muestra, observando las características físicas
del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color
amarillo que es el CdS en presencia de Hg2Cl2.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
REACCIONES DE LOS CATIONES DEL GRUPO DEL COBRE
I. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
El grupo II está formado por dos sub grupos: sub grupo II-A o sub grupo del cobre
(Hg+2,Pb+2, Bi3+, Cu+2 y Cd+2) y sub grupo II-B o sub grupo del arsénico (As+3,
As+5, Sb+3, Sb+5, Sn+2 y Sn+4), la división del grupo II en dos sub grupos se debe a que los
sulfuros de los cationes del sub grupo II-B son solubles con poli sulfuro de amonio
(NH4)2SX, NaOH o en (NH4)2CO3, mientras que los cationes del sub grupo II-A son
prácticamente insolubles en estas sustancias.
Una solución preparada puede contener únicamente metales del grupo II,
no debe contener ningún ion nitrato (NO3-), sin embargo en un análisis analítico general
donde están presentes cationes desde el grupo I al grupo V, la solución proveniente del
filtrado en la separación de los cationes del grupo I, puede contener iones nitratos
ya que se pudo haber empleado HNO 3 o agua regia para disolver la sustancia,
estos solventes no han sido eliminados completamente, por lo tanto, la solución a separar
va a contener iones nitrato. En medio ácido los iones nitratos oxidan a los iones sulfuros,
f) El residuo del tratamiento con exceso de NH4OH puede contener Pb(OH)2 y
Bi(OH)3. El calentamiento con 5ml de solución de NaOH conduce a la
solubilizarían del Pb(OH)2 formándose plumbito de sodio incoloro, mientras que el
Bi(OH)3 permanece inalterable. La adición, al filtrado incoloro, de ácido acético y
luego solución de K2CrO4 precipita PbCrO4 de color amarillo.
Pb(OH)2 + 2NaOH Na2PbO2 + 2H2O
Na2PbO2 + 4CH3COOH Pb(CH3OO)2 + 2CH3COONa + 2H2O
Pb(CH3OO)2 + K2CrO4 PbCrO4 + 2CH3COOK
La adición, al residuo de Bi(OH)3, de solución de estannito de sodio reduce el Bi(OH)3 a
bismuto metálico y oxidándose el estaño a estannato de sodio.
2Bi(OH)3 + 3Na2SnO2 2Bi + 3Na2SnO3 +3H2O
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
II. MATERIALES Y REACTIVOS
a) MATERIALES:
2 Erlenmeyer
2 vasos de 250 ml
1 embudo
Gradilla con tubos de prueba
Pisceta
Pinza / tubo
Pinza / vaso
Varilla de vidrio
b) REACTIVOS:
HgCl2 ¿)
CuSO4 ¿)
Pb(NO¿¿4)2 ¿ ¿)
NH 4OH ¿)
NaOH ¿)
HCl ¿)
KCN ¿)
K4 [Fe (CN )6 ] ¿)
SnU 2 ¿)
Na2S ¿)
H 2S ¿)
III. PROCEDIMIENTOS
3.1. EXPERIMENTO N° 1: En dicho experimento se trata de familiarizarse con las
reacciones de los cationes del grupo del cobre, luego en el experimento N° 2 se encontrará
los iones presentes, en la solución asignada por el docente. Para este grupo el reactivo
precipitante es el H 2S:
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
Reacciones del ion cobre: Cu2+¿ ¿
Se emplea la solución de sulfato de cobre
CuSO4 + H 2S→ CuS↓ + H 2SO4
Reacciones del ion mercúrico: Hg2+¿ ¿
Se emplea la solución de cloruro mercúrico
3HgCl2 + 2H2S→ Hg3S2Cl2↓ + 4 HCl
Reacciones del ion bismuto: Bi3+¿¿
Se emplea la solución del nitrato de bismuto: Bi(NO3)3
2Bi (NO3)3 + 3H 2S→ BI2S3↓ + 6H NO3
Reacciones del ion cadmio: Cd2+¿¿
Se emplea la solución de sulfato de cadmio: Cd SO4
CdSO4 + H 2S→ CdS↓ + H 2SO4
Como se ve en las reacciones de este grupo, se formarán precipitados de CuS, Hg3S2Cl2,
BI2S3, CdS.
3.2. EXPERIMENTO N° 2:
Tenemos una cantidad de muestra que puede tener iones de cobre, cadmio,
mercurio, plomo y/o bismuto; aproximadamente 100ml, a la cual después de
acondicionarla le añadimos HCl diluido, luego agregamos H2S que es el reactivo
precipitante de este grupo, del cual obtendremos precipitado que pueden ser CuS,
CdS, HgS, PbS Bi2S3.
Al residuo se le añade aprox. 12 ml de HNO3 diluido de 1:2 y Hervir de 2 a 3
minutos, durante el proceso se filtra y se lava el residuo
A precipitado (negro) q se obtiene se le añade agua + agua regia o HCl, previamente
preparado y se obtendrá un precipitado, si el precipitado es de color negro gris es
presencia de Hg.
El filtrado del paso anterior puede contener Cu ¿ ,Pb ¿, Cd ¿ Bi¿ se agrega un exceso
de solución concentrada de hidróxido de amonio hasta que no haya más precipitado.
Y se procede a filtrar.
El residuo puede contener Pb ¿ o Bi¿. Se calienta con 5 ml de solución de hidróxido
de sodio y se filtra.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
El residuo puede contener Bi¿ para comprobar su presencia se añade una
solución de estañito de sodio sobre el filtro y si el precipitado se ennegrece
presencia del Bi.
El filtrado puede contener plumbito de sodio Na2PbO2 para su comprobación
se acidifica con ácido acético y se agrega una solución de K 2CrO4 si precipita
con un color amarillo presencia de Pb.
El filtrado del proceso anterior puede contener iones cadmio y/o iones cobre:
Pero si la solución es incoloro no hay cobre y se investiga el ion cadmio
haciendo pasar sulfuro de hidrogeno durante 20-30 segundos precipitado
amarillo presencia de amarillo.
Si la solución es de color azul indica presencia de cobre, entonces: se divide la
solución en dos partes desiguales y a la porción menor se acidifica con ácido
acético y se agrega solución de K4 [Fe (CN )6 ] precipitado pardo rojizo confirma
la presencia de cobre.
A la porción menor se le agrega gota a gota solución de cianuro de potasio
hasta que se decolore. Se hace pasar sulfuro de hidrogeno durante 30 segundos.
Un precipitado amarillo de CdS presencia de cadmio
IV. CÁLCULOS Y RESULTADOS
4.1. RESULTADOS:
CuS, PbS, HgS, Bi2S3, CdS
Solución Cu++, Pb++, Bi+++, Cd++
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
MARCHA ANALÍTICA DE LOS CATIONES DEL GRUPO DE LA PLATA
Cu++, Pb++, Hg++, Bi+++, Cd++
+ Agua regia o + HClcc
+ KClO3(s) + calor (hervir)
+ agua.
Solución (desechar)
+ NH4OH en ligero exceso.
Pb(OH)2, Bi(OH)3
Cu(NH3)4(NO3)2, Cd(NH3)4(NO3)2
solución azul.
+Na2SnO2 + CH3COOH(dil) + K2CrO4. + CH3COOH
+ K4Fe(CN)6. +KCN gota agota hasta decolorar.+ H2S.
+HCl(diluido)
+calor + H2S
+ HNO3 diluido (1:2) + 2-3 minutos.
pp
pp
HgS
Hg2Cl2 + Hg↓ (Blanco o gris)
Presencia de Hg
pp
+ NaOH + Calor.
pp Bi(OH)3
Bi↓ (Negro)
Presencia de Bi
Sol Pb++
PbCrO4↓ (Amarillo)
Presencia de Pb
Sol
Sol BSol A
CdS ↓ Cu2Fe(CN)6↓ (Pardo rojizo)
Presencia de Cu Presencia de Cd
A < B
Luego de la realización de los diversos procedimientos indicados pudimos observar que:
En la práctica: en las reacciones se observó que los colores que tomaron los
precipitados coincidieron con la guía de práctica.
En el análisis de la solución se encontró la presencia de los iones: Bi+++, Hg++ y
Pb++ y debido a los colores, y forma de los precipitados, propiedades características
de estos compuestos formados.
Para el reconocimiento se sigue los pasos que indican en la guía y se observa que se
forma un precipitado blanco grisáceo y por otra parte para el reconocimiento también
se puede hacer con la moneda y se deposita mercurio en la moneda la cual se ve que
la moneda es plateada.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
CONCLUSIONES
Se logró el reconocimiento de los distintos cationes de este grupo por medio de la
práctica de las reacciones, ya sea cuando se encuentre solos o mezclados en
soluciones suministradas por el docente.
Se comprobó que el reactivo precipitante de este grupo es muy importante para la
determinación de compuestos en formas de sulfuros.
En este análisis se demuestra que el objetivo primordial de estas reacciones es la
identificación de los iones del grupo que pertenecen, y por lo tanto no se determina
las cantidades o porcentajes que se encuentran en la solución.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
SUGERENCIAS
Utilizar con sumo cuidado los materiales y/o reactivos en cualquier práctica por lo
que demuestra que un mal uso conlleva al error.
Consultar al docente que reactivo se puede utilizar en reemplazo del que
originalmente estaba propuesto.
Leer detenidamente la parte teórica de la práctica, para tener la absoluta certeza de
qué es lo que se quiere hacer en el laboratorio.
Planificar cada grupo antes de ejecutar la práctica.
Seguir el procedimiento tal como lo indique la guía puesto que este es un análisis
sistemático, que necesita orden en la ejecución cuidando siempre de que no se
exageren en las cantidades.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
BIBLIOGRAFÍA
DOUGLAS A.Skoog, Química Analítica, Edic. 7º, Edit. McGraw Hill.
ARTHUR I. Vogel, Química Analítica Cualitativa, Edit. Kapelusz.
OLIVERA DE LA CRUZ Edgar, Análisis de Cationes en Solución
Separata Nº 02. Huaraz - 2000.
OLIVERA DE LA CRUZ Edgar, Química Analítica Cualitativa – “Análisis
preliminar”. Huaraz - 1999.
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
ANEXOS
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
ANALISIS DE CATIONES DEL GRUPO DEL COBRE
1. A la muestra a analizar se le añade HCl dil. Mas H2S en este caso se le añadió Na2S, todo este proceso se realiza en caliente.
2. Luego de añadir lo anterior en caliente se forma un precipitado negro el cual se comprueba varias veces con el reactivo precipitante para ver si está completamente precipitado.
3. Luego de formar la precipitación se
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
4. A la precipitación de color negro que viene a ser los sulfuros se le añade HNO3 dil. con una relación de 1:2 con el agua; luego de pasar todo lo posible en su totalidad se calienta por 2-3 min.
5. Luego de obtener un precipitado en este caso de color negro , nos indica la presencia de mercurio; se le hace filtrar haciendo pasar lo solubilizado conteniendo los iones cobre, plomo, bismuto, y cadmio
3. Luego de formar la precipitación se
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
6. Luego de obtener la solución de los iones que nos interesa se le añade NH4OH. De este modo continuamos con la marcha analítica.
7. Al añadir NH4OH se forma un precipitado medio blanquecino el cual contiene al plomo y al bismuto; y pasa en forma de solución el cobre y cadmio característico por tener un color azulado lo cual no se presencia, de este modo descartamos la presencia de estos metales en la muestra.
8. En el precipitado se le añade NaOH más calor lo cual forma otro precipitado y una solución el cual se filtra y se obtiene por separado el bismuto del plomo; verificamos la presencia del bismuto añadiendo Na2SnO2 lo cual reacciona formando un precipitado de color negro lo cual demuestra junto con otras pruebas
Reacciones de los cationes del grupo del cobre
8. En el precipitado se le añade NaOH más calor lo cual forma otro precipitado y una solución el cual se filtra y se obtiene por separado el bismuto del plomo; verificamos la presencia del bismuto añadiendo Na2SnO2 lo cual reacciona formando un precipitado de color negro lo cual demuestra junto con otras pruebas
10. A la solución se le añade CH3COOH mas K2CrO4 lo cual forma un precipitado de color amarillo así se demuestra la presencia del plomo en la muestra, esto se verifica con otras pruebas para el plomo.
9. Esto junto con otras pruebas más demuestra la presencia de este metal en la muestra.