INTRODUCCIN
Facultad de Ingeniera Qumica y Metalurgia
Qumica Analtica
Departamento Acadmico de Ingeniera Qumica
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIA
DEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERA QUMICA
MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO
ING. ABRAHN FERNANDO TREJO ESPINOZA
AYACUCHO
2007Trabajo en el laboratorio
El trabajo en el laboratorio consiste en mostrar e indicar el
uso correcto de los materiales, instrumentos y equipos a utilizarse
en el desarrollo de la prctica o investigacin. El laboratorio
constituye una oportunidad para que el alumno pueda complementar y
relacionar los temas estudiados en la teora, realizando sus propias
observaciones experimentales, en las cuales podr analizar y obtener
sus conclusiones respecto a un tema.
El xito de un experimento radica en realizar una buena
observacin, seguir el orden correcto de los pasos del
procedimiento, tener destreza y habilidad para el manejo de los
materiales y trabajar con criterio para adquirir buenos hbitos que
son la base de la formacin de un profesional. Pero lo ms importante
es que aquel que realice el experimento PIENSE Y RAZONE.
Normas de seguridadEl laboratorio debe ser un lugar seguro para
trabajar. Para eso se tendrn siempre presente los posibles peligros
asociados al trabajo con materiales peligrosos. Nunca hay excusa
para los accidentes en un laboratorio bien equipado en el cual
trabaja personal bien informado. A continuacin se exponen una serie
de normas que deben conocerse y seguirse en el laboratorio:
Durante la estancia en el laboratorio el alumno debe ir provisto
de bata (guarda polvo), gafas de seguridad y guantes de goma. La
bata deber emplearse durante toda la estancia en el laboratorio.
Las gafas de seguridad siempre que se manejen productos custicos y
durante la calefaccin de disoluciones. Los guantes deben utilizarse
obligatoriamente en la manipulacin de productos txicos o
custicos.
Nunca deben llevarse lentillas sin gafas protectoras, pues las
lentillas retienen las sustancias corrosivas en el ojo impidiendo
su lavado y extendiendo et dao.
Esta prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio, as como
dejar encima de la mesa del laboratorio ningn tipo de prenda.
Debe conocerse la toxicidad y riesgos de todos los compuestos
con los que se trabaje.
Debe ser prctica comn consultar las etiquetas y libros sobre
reactivos en busca de informacin sobre seguridad.
Como regla general no debe pipetearse con la boca los volmenes
de cido, bases concentradas y disolventes orgnicos; se medirn con
probetas, en el caso de que se deban medir los volmenes exactos, se
succionaran empleando pro-pipetas.
Los frascos de los reactivos deben cerrarse inmediatamente
despus de su uso, durante su utilizacin los tapones deben
depositarse siempre boca arriba sobre la mesa.
Las vitrinas o campanas para gases tienen que utilizarse en todo
trabajo con compuestos qumicos que pueden producir gases peligrosos
o dar lugar a salpicaduras.
No deben manipularse jams productos o disolventes inflamables en
las proximidades de llamas.
El laboratorio no es lugar para realizar bromas.
El pelo largo se llevar siempre recogido,
Si algn reactivo se derrama, debe retirarse inmediatamente
dejando el tugar
perfectamente limpio. Las salpicaduras de sustancias bsicas
deben neutralizarse con un cido dbil (cido ctrico) y las sustancias
cidas con una base dbil (bicarbonato sdico).
No deben verterse residuos en las pilas, deben emplearse los
recipientes para residuos que se encuentran en el laboratorio.
Los cidos y bases concentrados se encuentran en la vitrina del
laboratorio. En ningn caso deben sacarse de la vitrina; cuando se
quiera un volumen de estos reactivos se llevar el recipiente
adecuado a la vitrina para tomar all mismo la cantidad
necesaria.
Cuando se tengan dudas sobre las precauciones de manipulacin de
algn producto debe consultarse al profesor antes de proceder a su
uso.
Los recipientes utilizados para almacenar disoluciones deben
limpiarse previamente, eliminando cualquier etiqueta anterior y
rotulando de nuevo inmediatamente.
No calentar enrgicamente una disolucin; la ebullicin debe ser
siempre suave.
El mechero debe cerrarse una vez utilizado tanto de la propia
llave del mechero como de la toma del gas de la mesa.
Las disoluciones y recipientes calientes deben manipularse con
cuidado; para la introduccin y extraccin de recipientes de hornos y
estufas deben utilizarse las pinzas y guantes adecuados.
Las heridas y quemaduras deben ser tratadas inmediatamente en el
caso de salpicaduras de cidos sobre la piel lavar inmediatamente
con agua abundante, teniendo en cuenta que en el caso de cidos
concentrados la reaccin con el agua puede producir calor. Es
conveniente retirar la ropa para evitar que el corrosivo quede
atrapado entre la ropa y la piel.
Debe conocerse la situacin especifica de los elementos de
seguridad (lava ojos, ducha, extintor, salidas de emergencia, ) en
el laboratorio as como todas tas indicaciones sobre seguridad
expuestas en e! laboratorio.
Normas de trabajo
Al finalizar cada sesin de prcticas el material y la mesa de
laboratorio deben dejarse limpios.
Las disoluciones de reactivos que no sean patrones ni muestras,
se almacenan en botella de vidrio o plstico que deben limpiarse y
rotularse perfectamente,
Los reactivos slidos que se encuentren en el armario deben
devolverse al mismo inmediatamente despus de su uso.
Las balanzas deben dejarse a cero y perfectamente limpias despus
de realizarse la pesada.
En el cuarto de balanzas slo debe permanecer los estudiantes que
se encuentren pesando (uno por balanza),
Las sustancias patrn tipo primario anhidras se encuentran en el
desecador (al lado de la balanza) y slo debe extraerse el tiempo
necesario para su pesada.
El desecador debe permanecer siempre cerrado.
El recipiente destinado a la recojo de muestra debe entregarse
al profesor limpio y seco; cuando se trate de un aforado no es
necesario secarlo, slo enjuagarlo con el disolvente.
El material asignado a cada prctica debe permanecer en el lugar
asignado a dicha prctica no debe cogerse material destinado a
prcticas distintas a la que se esta realizando.
Antes de dar por finalizado cada prctica el alumno debe
consultar al profesor sobre la calidad de los resultados
obtenidos.
El alumno debe ir al laboratorio provisto de rotulador indeleble
de agua.
Leer con anticipacin la gua de prctica y anotar los datos y
medidas en su cuaderno de anotaciones.
Colocar sobre la mesa de trabajo solo los materiales, equipos y
reactivos a usarse
Tomar precaucin al encender el mechero.
Leer cuidadosamente el rtulo de los reactivos.
Tener la precaucin de mantener los mecheros convenientemente
alejados cuando trabaje con sustancias inflamables.
Apagar con un pao o toalla si se ha producido fuego.
Abrir el cao para diluir los cidos o soluciones sobrantes que se
echan al lavadero depositar los papeles inservibles, palos de
fsforos y otros slidos sobrantes en el tacho de basura.
Consultar sin ningn temor al profesor cuando no est bien
explicada una operacin o reaccin qumica.
Lo que no se debe hacer:
Ser FOCO de conversacin o ruido que moleste a sus compaeros.
Empezar un experimento sin antes haber ledo y reledo las
instrucciones y haber escuchado bien las observaciones hechas por
el profesor.
Efectuar experimentos que no figuran en la gua.
Devolver reactivos o soluciones sobrantes a los frascos
originales, de esta manera se estar evitando impurificar todo un
frasco de reactivo.
Dejar sobre la mesa de trabajo abrigos, chompas, mochilas y dems
objetos personales, tampoco es recomendable tener muchos libros
sobre la mesa.
Usar una varilla de vidrio para vaciar los lquidos de un
recipiente a otro.
Normas de precausin
La bata en el laboratorio es imprescindible para evitar
deterioros en la ropa por quemaduras, manchas, etc.; deber ir
siempre abrochada.
No fumar ni comer en e! laboratorio.
No se calentaran lquidos en recipientes de vidrio no resistentes
al calor (como probetas, matraces aforados, frascos, pipetas,
etc.), ni aquellos cerrados hermticamente.
Nunca se pipetear con la boca, sino con los dispositivos que se
facilitaran al efecto.
No introducir pipetas, varillas de vidrio ni cualquier otro
objeto en los frascos de los reactivos, pues se contaminan.
Los mecheros se apagarn en el mismo momento de terminar su
uso.
No echar en ningn caso papeles o productos slidos en las pilas
de desage.
Las quemaduras por calor se tratan con abundante agua y una
pomada adecuada. Las quemaduras por cidos y bases concentrados se
tratan lavando la zona afectada con agua durante 3-4 minutos,
pudindose aplicar despus una disolucin diluida de bicarbonato sdico
o cido actico, respectivamente.
En el laboratorio hay que trabajar con gafas de seguridad. Por
otra parte, el llevar lentes de contacto no es recomendable, pues
si hay vapores irritantes se pueden acumular entre la lente y el
ojo ocasionando lesiones en este,
No deben olerse directamente los vapores desprendidos en ningn
proceso, ni probar ningn producto.
Cuando se trabaja con sustancias que producen vapores txicos se
utilizar la campana extractara.
Antes abandonar el laboratorio, compruebe que el agua y el gas
estn completamente cerrados. Una vez terminada la prctica deje el
puesto ocupado y el material empleado perfectamente limpios. Al
abandonar el laboratorio se lavarn las manos,
Smbolos de peligrosidad de los productos qumicos
Sustancias txicasPeligro: Estos productos provocan casi siempre
lesiones graves o incluso la muerte, sea por inhalacin como por
ingestin o por contacto con la piel. Precauciones: Evitar
absolutamente todo contacto con el cuerpo. Ejemplos: trixido de
arsnico, cloruro mercrico.
Sustancias nocivas
Peligro: La absorcin de estos productos se manifiesta por
lesiones de menor gravedad. Precauciones: Evitar el contacto con el
cuerpo incluso la inhalacin de vapores. Ejemplos: piridina,
triloroetileno.
Sustancias corrosivas
Peligro: El contacto con estos productos destruye tejidos vivos
y ciertos materiales. Precauciones: No respirar los vapores y
evitar el contacto con la piel, ojos y vestidos. Ejemplos: bromo,
cido sulfrico.
Sustancias irritantes
Peligro: Los productos que llevan este smbolo pueden irritar la
piel, ojos y vas respiratorias. Precauciones: No respirar vapores
de estos productos y evitar el contacto con la piel y los ojos.
Ejemplos: amoniaco.
Sustancias explosivas
Peligro: En ciertas condiciones estos productos presentan un
especfico peligro de explosin. Precauciones: Evitar choques,
friccin, chispas y el fuego. Ejemplos: dicromato amnico.
Sustancias comburentesPeligro: Los productos comburentes
favorecen la inflamacin de las materias combustibles o mantienen
los incendios impidiendo la extincin. Precauciones: Evitar todo
contacto con las materias combustibles. Ejemplos: perxido sdico,
permanganato potsico.
Sustancias fcilmente inflamables
Sustancia auto inflamable.- Precauciones: Evitar todo contacto
con el aire. Ejemplos: fsforo.
Gases fcilmente inflamables.- Precauciones: evitar la formacin
de mezclas inflamables, vapor-aire y el contacto con todas las
posibles fuentes de ignicin. Ejemplos: butano.
Sustancias sensibles a la humedad.- El contacto con el agua de
algunos de estos productos desprende gases que son fcilmente
inflamables. Precauciones, Evitar el contacto con la humedad o el
agua. Ejemplos; litio.
Lquidos inflamables.- Lquidos cuyo punto de inflamacin se sita
por debajo de 21 C,
Precauciones: mantener estos productos separados de llamas,
chispas y de cualquier clase de fuente de calor. Ejemplos;
acetona.
Accidentes ms frecuentesLos accidentes en el laboratorio se
producen principalmente por:
Fuegos que implican sustancias qumicas inflamables. Lquidos
inflamables que son fundamentalmente compuestos lquidos orgnicos de
bajo punto de ebullicin. Hay que mantenerlos lejos de las llamas de
los mecheros y de las placas de calefaccin. Reacciones qumicas en
las que se desprenden gases inflamables.
Cortes con vidrios rotos.
Quemaduras al tocar material de vidrio caliente o los mecheros
encendidos.
Inhalacin de vapores venenosos, ingestin o absorcin cutnea de
sustancias txicas.
Vertido de disoluciones concentradas de reactivos qumicos. El
caso ms frecuente es de quemaduras producidas por cidos o bases en
su contacto con la piel. Hay que tener especial cuidado con los
ojos, pues pueden alcanzarles salpicaduras de cidos, bases o
sustancias calientes. Para diluir un cido o una base concentrados,
aadir estos lentamente sobre el agua, nunca al contrario.
Telefonos de socorroUrgencias de la seguridad social, Mdico de
empresa, Mdico de urgencias, Ambulancia, Bomberos.
Equipos de seguridad en el laboratorio1. Un extintor o
extinguidor
Se utilizan indistintamente. Es empleado para sofocar todo fuego
inesperado. Incontrolable, para ello se adiestra o instruye
previamente a quienes laboran en el laboratorio u otros ambientes
de trabajo para neutralizar los efectos del incendio a tiempo.
Existe una variedad de aparatos extintores porttiles, que se usa
para dar extincin de incendios. A los incendios se les atribuyen
diversas causas: chispas de combustin, ignicin espontnea, el fumar
y los fsforos, materiales inflamables, etc. Es imprescindible
conocer la seleccin, catalogacin, instalacin y operacin de los
extintores manuales de todo tipo. Los extintores de anhdrido
carbnico (CO2, teniendo un mximo alcance de 1.5 m desde el extremo
de la tobera hasta la base del fuego. Existen otros de polvo qumico
o de flor brme; recuerde que todo extintor una vez vaciado debe ser
recargado inmediatamente, acompaando su tarjeta con la nueva fecha
de recargue.
2. Una campana extractor de gases
Debe tener suficiente poder de succin para evacuar al medio
ambiente los gases de reactivos concentrados o los obtenidos,
algunos son nauseabundos, otros asfixiantes, etc.; garantizan una
atmsfera higinica y agradable en el interior del laboratorio.
3. Un botiqunPrevisto de vendas de diferentes tamaos, gasas
esterilizadas, algodn, espadrapo, vaselina, alcohol, agua
oxigenada, picrato de butesin, leche de magnesia, bicarbonato,
solucin de permanganato al 0.2%, solucin de sulfato ferroso al
0.2%, solucin diluida de tiosutfato, albmina, sulfato de sodio,
baloncito de oxigeno para inhalar, tijeras, pinzas, etc. Para
prestar los primeros auxilios o curaciones en caso de
envenenamientos, asfixias, heridas, quemaduras u otros tipos de
accidentes.
Seguridad en el laboratorio1. Reporta Todos los accidentes, por
pequeos que sean a tu profesor.
2. Trabaja dentro del laboratorio solamente cuando el maestro
este presente o cuando tengas permiso.
3. Nunca permitas "payasadas" o comportamientos que puedan
conducir a que lastimen tus compaeros.
4. Limpia tu mesa y material de vidrio antes de empezar a
trabajar en el laboratorio.
5. Utiliza bata de laboratorio y lentes de seguridad cuando se
te d la indicacin de hacerlo.
6. Debido a los peligros de pedazos de vidrio roto y/o derrames
de lquidos corrosivos, las sandalias y/o mocasines no estn
permitidos dentro del laboratorio.
7. Conoce la localizacin y el uso apropiado de la fuente para
enjuagar los ojos, del extintor, de la regadera, del alarma de
incendio, de las rutas de evacuacin, de los contenedores de vidrio
y de reactivos (garrafones).
8. Si sufres una quemadura leve (primer grado) sumerge el rea
quemada en agua fra y notifcalo al profesor.
9. Si te cae algn reactivo en tos ojos, enjugalos de inmediato
con la fuente de lavados de ojos y notifcalo a tu profesor.
10. Nunca veas directamente el contenido de un tubo de ensayo;
ve el contenido de lado.
11. Nunca huelas el contenido o reactivo(s) de un tubo de ensayo
o de un frasco directamente, mejor abanica con tu mano algunos de
sus gases con cuidado.
12. Notifica inmediatamente a tu profesor sobre cualquier
reactivo derramado y limpia el derrame.
13. Utiliza el equipo solamente como se indica a
continuacin:
Nunca pongas reactivos de forma directa sobre los platillos de
la balanza.
Utiliza glicerina o vaselina cuando insertes tapones de caucho a
los tubos de ensayo.
Ten cuidado con el material de vidrio que ha sido calentado.
Aade ncleos de ebullicin (perlitas de vidrio) al liquido que se
va a calentar antes de calentar.
Dirige los tubos de ensayo que se estn calentando lejos de t y
tus compaeros.
Nunca lleves a la boca (prueba sensorial) ningn material del
laboratorio.
Dentro del laboratorio esta prohibido comer, beber o masticar
goma.
Nunca aadas agua a soluciones cidas concentradas. El calor
generado puede romper el vidrio. En lugar de esto, como si
enjuagaras, aade cido lentamente al agua (bautzalo).
Lee la etiqueta del reactivo por lo menos un par de veces antes
de usarlo. Una gran cantidad de reactivos tienen nombre que pueden
confundir fcilmente.
Al terminar tu trabajo (prctica), lava y seca todo equipo, tu
mesa y el rea de limpieza.
Regresa todo el material y equipo de laboratorio a su lugar
adecuado (almacn) despus de utilizarlo.
Nunca calientes disolventes orgnicos (ter, acetona, etanol,
etc.) con el mechero de gases, hazlo con la perilla elctrica).
Calibracin de instrumentos
Pocos qumicos intentan usar un medidor de pH sin ajustado
previamente con una solucin reguladora patrn. Existe sin embargo
una tendencia a olvidar que todo instrumental debe ser contrastado
peridicamente. Ejemplo una pipeta esta construido para verte un
cierto volumen de lquido en un cierto tiempo; cuando es nueva y
esta limpia, el volumen medido se aproxima mucho al nmero grabado
en el vidrio; pero con el uso prolongado el pico de la pipeta se
puede despuntar o estrechar el orificio de salida a causa del polvo
o de grasa o se puede contaminar la superficie interior con
soluciones usadas previamente. Desgraciadamente muchos qumicos no
tienen en cuenta suficiente los errores que puede introducir el uso
del material de vidrio sucio o defectuoso.
Analgicamente et instrumento ms bsico del anlisis qumico es la
balanza con su caja de pesas. Aunque la introduccin de las modernas
balanzas monoplatos ha reducido considerablemente la necesidad de
contraste peridico de las relaciones entre las diversas pesas
individuales, no ha eliminado la conveniencia de proceder, de vez
en cuando a una comprobacin de la lectura del instrumento frente a
un juego de pesas patrn. Para la mayora de instrumentos el
calibrado es un proceso sencillo: la respuesta del instrumento
frente a sustancias patrn deducido se compara mediante la posicin
de la lectura o del patrn de ajuste. As el ajuste de las longitudes
de onda del espectrofotmetro (ultravioleta visible o infrarrojo) se
comprueba comparando los espectros publicados de tas mismas
lecturas obtenidas, el instrumento electroanaltico se comprueba
frente al potencial conocido. El calibrado de ndices de refraccin
se realiza frente a los valores publicados de una sola solucin de
disolventes, etc.
El calibrado de los instrumentos garantiza que sean mnimas los
errores introducidas por estas, pero no compensa necesariamente el
efecto de otras variables que interviene en anlisis de rutina de
las muestras.
Partes del informe
1. Cartula:
Nombre completo de la Universidad
Facultad de procedencia del alumno
Departamento que ofrece la asignatura
Escuela de Formacin Profesional de procedencia del alumno
Sigla y nombre de la asignatura
Nmero de prctica
Ttulo de la prctica
Nombre del (los ) alumno ( s)
Nombre del profesor de teora
Nombre del profesor de prctica
Da y hora de las prcticas
Fecha de ejecucin de la prctica
Fecha de entrega del informe
2. Objetivos
3. Fundamento terico
4. Relacin de materiales, reactivos (nombre, frmula,
concentracin) y equipos utilizados en la prctica.
5. Procedimiento experimental, observaciones, reacciones,
etc.
6. Resultados y Discusin
7. Conclusiones
8. Recomendaciones
9. Bibliografa (Autor, titulo del texto, edicin, ao, pginas
consultadas
Prctica de laboratorio - 1Muestreo, observaciones previas y
preparacin de la muestra para el anlisisI. Objetivos Evaluar
muestras.
Realizar: examen fsico, trituracin, muestreo de la sustancia y
ensayo de la materia orgnica
Efectuar el ataque qumico y disolucin de la muestra.
Efectuar la disgregacin de la sustancia insoluble.
II. Fundamento tericoAntes de proceder al anlisis completo de
toda sustancia se efecta su investigacin fsica de la sustancia
slida. En primer lugar, la sustancia slida no metlica se debe
examinar con una lupa para establecer no slo la heterogeneidad de
la muestra sino tambin para darse una idea sobre el nmero probable
de sus componentes. Es necesario prestar atencin al color, a la
forma y al tamao de las partculas. As, el color es un indicio
importantsimo para sugerir la presencia de algunos elementos. Desde
luego, no se pueden sacar conclusiones definitivas sobre la base de
tales observaciones, sin embargo, estas son tiles para confrontar
con el resultado del anlisis, incrementando nuestra seguridad en la
ejecucin correspondiente. Despus del examen visual de la muestra,
esta debe prepararse para el anlisis. Si la sustancia es slida, se
tritura para facilitar su disolucin. La trituracin de la sustancia
heterognea es importante para lograr una mezcla bastante uniforme
de sus componentes. Las sustancias que se desmenuzan fcilmente se
trituran en un mortero de porcelana o de gata para reducirlas a
polvo fino. Las sustancias difciles de triturar, por ejemplo,
diferentes minerales se fragmentan en trozos, las ms pequeas
posibles en morteros de acero y dejar pasar a travs de un tamiz
fino, volviendo a triturar en el mortero el resto de las pequeas
partculas que quedan en la tela. Este procedimiento se repite hasta
que toda la muestra pase a travs del tamiz. Los metales o las
aleaciones metlicas deben reducirse a limaduras o virutas finas,
utilizando herramientas apropiadas. La sustancia para el anlisis se
divide en tres partes: una sirve para la identificacin de cationes,
la otra para aniones y la tercera se aprovecha en los ensayos
preliminares y se conserva parcialmente para los casos de
comprobacin de los resultados del anlisis. Teniendo presente, que
el anlisis cualitativo de la sustancia se realiza principalmente
por va hmeda, la sustancia ensayada debe disolverse. En este caso
se realizan pruebas aisladas con porciones pequeas de la sustancia
analizada para encontrar un disolvente conveniente.
Pasos de un anlisis tpicoUn anlisis tpico comprende la secuencia
de pasos, en algunas ocasiones se puede omitir uno o ms de estos
pasos. Pero de ordinario, todos ellos juegan un papel muy
importante en el xito del anlisis.
A continuacin describimos cada uno de estos pasos para dar una
visin de conjunto de lo que es un anlisis cuantitativo.Seleccionar
el mtodo
Obtener una muestra representativa
Prepara una muestra de laboratorio
Definir los replicados
Disolver las muestras
Eliminar interferencias
Medir la propiedad del analito
Calcular los resultados
Estimar la fiabilidad de los resultadosUn paso muy importante al
realizar un anlisis es la seleccin del mtodo. La eleccin es difcil,
exigiendo por parte del qumico una gran experiencia e intuicin. Una
consideracin importante a tener en cuenta es el nivel de exactitud
que se requiere. El mtodo que se selecciona es por lo general un
compromiso entre la exactitud y los costos. Una segunda
consideracin a tener en cuenta, en relacin con el costo del
anlisis, es el nmero de muestras a analizar. Si son muchas, se
puede permitir dedicar buena parte de tiempo en preparaciones
previas como montar y calibrar aparatos y equipos, y en preparar
soluciones estndar. Si tenemos tan solo una muestra o unas pocas
muestras como mucho, es mejor seleccionar un procedimiento que
evite o minimice estos pasos preliminares. Finalmente, la eleccin
de un mtodo viene determinada por la complejidad de la muestra as
como por el nmero de componentes en la muestra. Para obtener
informacin significativa de un anlisis, este debe realizarse sobre
una muestra cuya composicin reproduzca fielmente la totalidad del
material de donde ha sido obtenida. Cuando el material de partida
es grande y no homogneo, se ha de realizar un gran esfuerzo para
obtener una muestra representativa.Muchos de los problemas de
muestreo son fciles de resolver. De cualquier manera, tanto si la
muestra es simple o compleja, el qumico debe asegurarse siempre de
que la muestra que va a usar es representativa del total antes de
comenzar a realizar el anlisis. Una muestra slida se muele para
disminuir el tamao de partcula, se mezcla para asegurar la
homogeneidad, y se almacena durante largos periodos de tiempo antes
de que el anlisis se lleve a cabo. Durante cada uno de estos pasos
se puede producir la absorcin o desorcin de agua, dependiendo de la
humedad del ambiente. Es una buena norma secar las muestras justo
antes de realizar el anlisis, dado que la toma o perdida de agua
cambia la composicin qumica de los slidos.Muchos anlisis se
realizan sobre disoluciones de las muestras. Idealmente, el
disolvente debe disolver a toda la muestra de forma rpida y por
completo. Las condiciones de disolucin deben ser suficientemente
suaves para que no se produzcan perdidas de analito. Muchos de los
materiales que se tienen que analizar son insolubles en los
disolventes ms comunes. La conversin del analito de estos
materiales en forma soluble puede ser difcil y adems exigir mucho
tiempo.Tabla N1.1 Algunos disolventes empleados para disolver
sustancias inorgnicasElemento metlicoDisolvente
Ag
Al
As
Bi
Cd
Co
Fe
Cr
Cu
Hg
Mg
Mo
Nb
Ni
Pb
Sb
Sn
Ta
Th
Ti
U
V
W
Zn
ZrHNO3
HCl, NaOH
HNO3, Agua regia, H2SO4HNO3, Agua regia, H2SO4HNO3cidos
cidosHCIO4, HCl(d), H2CO4HNO3, HCl + H2O2HNO3, H2SO4cidos
HNO3HF + HNO3 cidos
HNO3H2SO4, HNO3 + tartratoHCl, agua regiaHF + HNO3HNO3, HClHF,
H2SO4HNO3HNO3, H2SO4HF + HNO3, H3PO4 + HClO4cidos, NaOH
HF
III. Materiales, reactivos y equiposMateriales: Tubos de
ensayo.
Esptula.
Mortero de porcelana.
Pinzas para tubos.
Gradilla para tubos.
Mechero de bunsen
Luna de reloj.
Papel.
Piseta.
Reactivos: Agua destilada (H2O)
cido clorhdrico (HCl)d Muestra orgnica. (vegetal).
cido ntrico (HNO3).IV. Procedimiento ExperimentalEnsayo N 1
Examen fsico, trituracin, muestreoi. Examen fsicoObsrvese la
muestra problema con la ayuda de una lupa si es o no homognea, vase
su color, determnese algunas de sus propiedades fsicas y deduzca
algunas conclusiones: En el examen fsico se toman 5 muestras de
diferentes estados fsicos.
Para cada uno se observa y codifica para su identificacin.
Las siguientes muestras se presentan en un cuadro con todas sus
propiedades fsicas y debidamente codificadas.
Anotar: muestra, color, brillo, dureza, homogneo, heterogneo,
etc.
ii. Pulverizacin de la muestraNo siempre la muestra a analizarse
se presenta en estado de divisin requerida por lo que es
conveniente reducir el problema; si la muestra es blanda o
quebradiza, se puede reducir a polvo fino en un mortero de
porcelana o de vidrio, cuando se trate de muestras minerales muy
duras como rocas y escorias se sigue el procedimiento de chancado
primario, secundario y pulverizacin: En esta parte del experimento
se toma una de las muestras y se tritura en un mortero de porcelana
(escoger una muestra no tan dura).
iii. MuestreoEl muestreo se prctica por el mtodo denominado de
mesa. El material finamente dividido se desparrama sobre la parte
central de una hoja de hule o jebe suficientemente extensa. Levante
lo menos posible cada esquina de la hoja y superponerla en el
extremo diagonal opuesto. Repetir esta operacin varias veces hasta
tener la muestra de aspecto homogneo. En esta condicin llevar la
muestra al centro de la hoja, extenderla y cuartearla. Desestimar
las tres cuartas partes y la cuarta porcin que queda y repetir el
cuarteo hasta obtener finalmente una muestra de 5 a 10 gramos que
debe ser guardado en un frasco limpio seco y hermtico. Colocar
membrete indicando:
Nombre de la muestra.
Nmero de malla.
Inicial del preparador.
Fecha.
ObservacionesEs probable que las partculas que se trituran con
ms dificultad puedan tener una composicin qumica diferente de las
partculas que se trituran fcilmente. Si no se lleva hasta el final
del trituramiento se corre el riesgo de obtener en el anlisis
resultado tergiversado que no corresponden a la realidad.
Ensayo N 2 Ataque qumico o disolucin de la muestra1. Accin del
agua y de los cidosLa accin de los disolventes sobre el problema se
determina en el siguiente orden:
Agua
HCl(d)
HCl(c)
HNO3(d)
HNO3(c)
Agua Regia
El disolvente apropiado se encuentra tratando sucesivamente,
aproximadamente 0,2 g de muestra finamente pulverizado con 1 a 2 mL
de disolvente indicado. Se puede comprobar si parte del problema a
sido disuelto evaporando a sequedad un poco de solucin, finalmente
quedar un pequeo residuo. Los disolventes cidos sern utilizados en
el orden sealado tanto en fro como en caliente. Si la accin del
agua regia deja todava un pequeo residuo, el problema se considera
insoluble y por lo tanto se proceder a la disgregacin. De haber
encontrado disolvente aparente, preparar la solucin correspondiente
a partir de 0,5 g de muestra y el volumen final ser de 15 a 20
mL.
La accin de los disolventes cidos sobre la muestra problema va
acompaado de desprendimientos gaseosos, por lo que puesta la
muestra en un Beaker cubrir con un vidrio de reloj con la cara
convexa hacia abajo. El vaso de precipitado debe tener pico para
que favorezca la salida de gases o vapores. Efectuar en el
tiro!.
Se vierte cuidadosamente el disolvente escurriendo por la
varilla de vidrio. Si mientras se agrega el disolvente se desprende
gas, el vaso debe mantenerse cubierto con la luna de reloj. Cuando
cesa el desprendimiento de gas y la muestra esta disuelta
totalmente, lavar la cara inferior de la luna con un chorro de agua
de piseta, cuidando que el agua de lavado discurra por las paredes
interiores del vaso y no caiga directamente sobre la solucin.
Observacin:
La extraccin de la muestra de los componentes solubles en agua y
un anlisis separado de la solucin y del residuo insolubles presenta
la ventaja de que permite a veces evitar complicaciones
relacionadas con la presencia simultnea de oxidantes y reductores;
este procedimiento permite obtener una representacin ms correcta de
la composicin real de la mezcla analizada.
Ensayo N 3 Disgregacin de la sustancia insolubleLas muestras
insolubles o parcialmente solubles en cidos, se les solubiliza
disgregndolas con un reactivo apropiado, por fusin con una mezcla
anhidra de carcter cido o bsico, para lo cual se mezcla ntimamente
la sustancia con 5 ms partes en peso del fundente realizando la
operacin en un crisol apropiado, parra lo cual se utilizan
diferentes fundentes segn el caso o indicacin del mtodo a
usarse.
V. Cuestionario Que propiedades fsicas distinguen a los
elementos metlicos de los no metlicos. Compare a los metales con
los no metales considerando: a. El nmero de electrones de valencia,
b. La electronegatividad, c. La afinidad electrnica y e. El carcter
cido o bsico de los hidrxidos. Qu metales forman compuestos inicos
con mayor probabilidad y que metales son aptos para formar
compuestos covalentes.Prctica de laboratorio - 2
Ensayos preliminares del anlisis cualitativoI. Objetivos
Observar los fenmenos que ocurren con el uso de diversos reactivos
ya sea con la presencia de algn cido (va hmeda) o por va seca
(directamente al mechero de bunsen).
Identificar y observar los diversos tipos de coloracin que
existen para algunos reactivos en la flama del mechero para luego
identificarlos con sus respectivas longitudes de ondas.
Observar la formacin de la perla de brax en sus diversas
coloraciones para luego investigar algunos elementos metlicos.
II. Fundamento TericoEn el anlisis cualitativo se emplean dos
tipos de reacciones: Las reacciones por Va Seca y las reacciones
por Va Hmeda. Se aplican las primeras a las sustancias en estado
slido y las ltimas a las sustancias en estado de disolucin.
Antes de emprender el anlisis sistemtico de la muestra es
racional llevar a cabo una serie de ensayos preliminares. Dichos
ensayos proporcionan algunos datos de orientacin tiles al elegir el
mtodo ms adecuado para solubilizar la muestra o que facilite la
ejecucin del anlisis.
Ensayos en tubo cerradoi. Sin uso de reactivo.- En este ensayo
se observa una serie de fenmenos, tales como: Formacin de productos
gaseosos, sublimados, cambios de coloracin, fusin, etc., que ser
til en la identificacin cualitativa de la sustancia.
ii. Con el uso de un reactivo.- Se refiere a la accin de cidos
como HCl H2SO4 sobre la sustancia seca y calentando suavemente.
Ensayos de coloracin a la llamaEstos ensayos consisten en
someter una pequea cantidad de la muestra slida finamente
pulverizada a la accin de la llama no-luminosa de Bunsen,
previamente humedecido con HCl, y sta por sus propiedades de
volatilizacin colorean la llama con colores especficos de los
elementos.
Cuando ciertos cuerpos se le somete a altas temperaturas, los
electrones de los tomos de dichos cuerpos, especialmente los ms
externos absorben energa y son forzados a lugares de menor energa
llamados estados excitados; y al retornar estos electrones
excitados a niveles de menor energa, estos emiten cierta cantidad
de energa radiante, observndose por consiguiente diferentes
coloraciones caractersticas de cada elemento.
Los resultados obtenidos mejoran mucho si se usa un
espectroscopio. La escala del mismo puede estar dividida en
longitudes de onda o en unidades semiempricas.Tabla N 2.1
Radiaciones emitidas por algunos elementosElementoColor
Longitud de Onda () Potasio
violeta
doblete4044 = 4047Sodio
amarillo
doblete5896 = 5890Rubidio
rojo
7050
Litio
rojo carmes6708
Calcio
rojo naranja6203, 6162
CuCl2
verde
bandas 5507, 5386Azul
bandas4353, 4332
Talio
verde
5350
Estronciorojo
6863, 6628, 6499, 6464
Bario
verde
doblete5245 = 43Bandas5130, 5000Ensayos con el soplete en el
soporte de carbnCon frecuencia la sustancia pulverizada se mezcla
con el doble de su volumen de Na2CO3 anhidro o mezclas
equimoleculares de Na2CO3 + K2CO3 y se trata con la llama
reductora.
La reaccin consiste en la formacin de los carbonatos de los
cationes presentes y de las sales alcalinas de los aniones. Las
sales alcalinas son absorbidas por el carbn poroso y los carbonatos
son en su mayor parte descompuestos en los xidos y en los dixidos
de carbono; los xidos de los metales pueden descomponerse
ulteriormente o reducirse a metales, o bien, pueden quedar
inalterados. Por lo tanto los productos finales de la reaccin son
metales, metales y sus xidos u xidos.
Tabla N 2.2 Algunos resultados del ensayos con el soplete en el
soporte de carbnBotn metlico blanco, dctil, sin aureola
.................... Ag y Sn
Botn metlico blanco, dctil, aureola
amarilla....................Pb
Botn metlico blanco, frgil, aureola
blanca....................Sb
Botn metlico blanco, frgil, aureola
parda....................Bi
Masa metlica, roja, esponjosa, sin
aureola....................Cu
Aureola blanca, sin botn metlico
....................Zn
Aureola blanca, sin botn metlico. Olor
oliceo....................As
Aureola parda, sin botn metlico
....................CdEnsayos en la perla de BraxEste
experimento consiste en la obtencin de perlas coloreadas con fines
de investigacin de algunos elementos metlicos.
Se efecta este ensayo calentando polvo de brax en le extremo del
hilo de platino y se obtiene una perla vtrea, incolora y
transparente que se compone de una mezcla de metaborato de sodio y
anhdrido brico:
Na2BO7 .10H2O NaBO2 + B2O3Al calentar la sustancia en anlisis en
la pera de brax se obtiene colores caractersticos de sustancias de
Cu, Fe, Cr, Mg, Ni, Co. La coloracin de las perlas de brax se debe
a la formacin de boratos coloreados.
Tabla N 2.3 Colores tpicos de perlas de BraxElemento Color llama
oxidanteColor llama reductoraSensibilidadCaliente Fro
Caliente
FroOro
violetavioletarojo
violeta+Vanadioamarilloverde
verde amarverde
+ +Cobre
verde azul
incoloraroja opaca+Hierronaranjaamarillo verde
verde
+Cromoamarilloverdosoverde
verde
- -
Cobaltoazul
azul
azul
azul
+ +Nquelvioletapardo
gris
gris
+Manganesovioletavioletaincolora incolora+ +Plata
amarillo opalescente gris
gris
--III. Materiales, reactivos y equiposMateriales: Tubos de
ensayo
Gradilla
Pinza para tubos
Soporte de alambre de platino
Mechero de Bunsen
Lunas de reloj
Carbn
Reactivos: cido clorhdrico, HCl(d) Borato de sodio,
Na2B4O7.10H2O
cido oxlico, (COOH)2.2H2O
Sulfato de cobre (II) pentahidratado, CuSO4.5H2O
Sulfato ferroso, FeSO4.7H2O
Sulfato de hierro (II) amoniacal hexahidratado, (NH4) 2Fe(SO4) 2
Brax, Na2B4O7
Cloruro de litio, LiCl
Cloruro de magnesio, MgCl2 Cloruro de estroncio, SrCl2 Cloruro
cuproso, CuCl
Cloruro de potasio, KCl
Carbonato de potasio, K2CO3IV. Procedimiento experimentalEnsayo
N 1 Ensayo en tubo cerradoa. Sin uso de reactivoi. Para realizar
este experimento, se toma una pequea cantidad, aproximadamente 0,2
g de la muestra slida finamente pulverizada y se coloca en el fondo
de un tubo de ensayo limpio y seco.ii. Calentar utilizando la llama
no luminosa del mechero de Bunsen, suave al principio y luego ms
fuerte.iii. Durante el calentamiento puede observar una serie de
fenmenos, tales como:
La aparicin de agua, la presencia de agua en la pared interna
superior del tubo de ensayo, en este caso pruebe su reaccin al
papel de tornasol.
La aparicin de aureolas, que puede ser de color blanco, gris,
amarillo, etc.
Cambios de coloracin, a veces durante el calentamiento se
observa el cambio de color de la sustancia.
Desprendimiento de productos voltiles, que pueden ser
identificados por su color, olor o por sus reacciones
caractersticas.
b.Con el uso de reactivoi. A la muestra seca colocada en un tubo
de ensayo se adiciona algunas gotas de HCl H2SO4 2N, puede
observarse el desprendimiento de los siguientes gases: HCN, NO2,
SO2, CO2, etc.
ii. A la muestra seca ubicada como en el caso anterior se le
adiciona algunas gotas de H2SO4(c), pueden desprenderse gases
coloreados incoloros. Los gases incoloros. Los gases coloreados o
vapores pueden ser: NO2, Cl2, Br2, I2.
Ensayo N 2 Ensayos de coloracin a la llamai. Calentar
intensamente el hilo de platino o de nicrom destinado para el
experimento, en la llama del mechero de Bunsen, de comprobarse la
coloracin de la llama, seguir calentando introduciendo previamente
el hilo de platino en solucin diluida de HCl, hasta que repetida
esta operacin se constate la ausencia de coloracin en la llama.
ii. En estas condiciones, tomar con el hilo de platino
humedecido con la solucin anterior, una pequesima cantidad de la
sustancia a ensayarse. Anotar los resultados obtenidos tras haber
expuesto a la parte baja de la llama o zona de menor
temperatura
iii. Si se trata de una mezcla, para que los diferentes
componentes de la muestra se volatilicen con distintos intervalos,
en correspondencia con sus diferentes volatilidades interfiriendo
lo menos posible su mutua identificacin, el experimento debe
realizarse sometiendo primero la muestra en la zona de menor
temperatura de la llama, luego pasado cierto tiempo se le hace
pasar a la zona de mayor temperatura. En este experimento los
diferentes cationes colorean la llama de diferentes colores.
Ensayo N 3 Ensayos con el soplete en el soporte de carbni.
Practicar con un cortaplumas una pequea cavidad en la superficie
del carbn vegetal que debe ser de grano fino y uniforme.
ii. Depositar en esta cavidad una porcin de la muestra finamente
pulverizado y calentar con la llama continua del soplete. Anotar en
cada caso los fenmenos observados (la muestra deflagra, decrepita,
funde, desprende olores, etc.).iii. Depositar en el hoyo del
soporte de carbn la muestra en anlisis mezclada con el doble de su
volumen de carbonato de sodio y someter a la accin de la llama
reductora del mechero de Bunsen.
iv. En este ltimo ensayo se pueden observar los siguientes
fenmenos, formacin de aureolas, botn metlico, etc.
Ensayo N 4 Ensayos en la perla de Braxi. Obtener la perla de
brax, calentando fuertemente en el extremo libre del hilo de
platino tomando con ella polvo de brax luego sometindola a la flama
del mechero de Bunsen. Esta operacin se repite hasta obtener una
perla de las caractersticas ya mencionadas.ii. Para fines de
investigacin de los elementos metlicos, se calienta la perla y se
toma con ella una pequea cantidad de la muestra finamente
pulverizada.iii. La perla con la sustancia adherida se calienta
primero en la llama reductora inferior y se deja enfriar luego se
observa su color. Ensayo N 5 Ensayos de la materia orgnica
En un tubo de ensayo limpio y seco calentar 0.2 g de muestra, la
presencia de la materia orgnica no voltil se manifiesta por su
carbonizacin acompaada de unos humos pardos y con olor a azcar
quemada., anotar sus observaciones.
V. Cuestionario Describa la llama del mechero.
Describa el espectro electromagntico.
Definir:
Deflagracin
Decrepitacin
Sublimado
Prctica de laboratorio - 3Marcha sistemtica de cationesI.
Objetivos Separar los cationes presentes en una muestra en grupos
segn la marcha analtica del carbonato de sodio o del cido
sulfhdrico. Observar los fenmenos que ocurren en esta marcha
analtica e identificar las caractersticas de cada grupo de
cationes.
II. FundamentoLa presente Marcha Analtica, como todas las
sistemticas para anlisis inorgnico, se basa en solubilizar y
separar aniones de cationes, precipitando estas con disoluciones de
carbonato sdico cido sulfhdrico y quedando en disolucin las sales
correspondientes fcilmente solubles en cidos, y que slo puede
aplicarse aquellos problemas lquidos exentos de materia orgnica
fija y voltil, con excepcin del acetato y oxalato, ya que esta
puede perturbar la correcta separacin en grupos por formacin de
complejos que inhiben ciertas precipitaciones marchas
analticas.III. Materiales y reactivosMateriales: Erlenmeyer
Beaker
Embudo
Luna de reloj
Mechero de Bunsen
Malla de asbesto
Trpode Bagueta
Papel de filtro
Tubo de ensayo
Reactivos: Agua destilada Carbonato de sodio, Na2CO3 cido ntrico
HNO3 cido clorhdrico, HCl
Sulfato de amonio, (NH4)2SO4 Nitrato de amonio, NH4NO3 Cloruro
de amonio, NH4Cl
Hidrxido de amonio, NH4OH
Sulfuro de amonio, (NH4)2S
cido sulfhdrico, H2S
Carbonato de amonio, (NH4)2CO3IV. Procedimiento experimental
Ensayo N 1 Iniciacin del anlisisSe toman unos 5 mL de muestra, bien
homogenizado por agitacin, si contiene precipitado. Se sabe que la
muestra no contiene materia orgnica, o que esta ya ha sido
eliminada. Observar y anotar:
Aspecto, se anota si se trata de un lquido limpio y/o
transparente, o turbio, o con precipitados diversos y en este caso
el carcter del precipitado (coposo, pulverulento, denso,
cristalino, etc.). El hecho de que la muestra contenga precipitado,
no es conveniente, para seguir la marcha analtica del Na2CO3.
Color, puede constituir un dato muy orientador, en lquidos
coloreados, respecto a los iones responsables del color. Igualmente
el color del precipitado, si la muestra lo contiene, puede sugerir
su origen.
Olor, ciertos cidos y bases contienen olor caracterstico,
suficiente para identificarlos (amoniaco, cido actico, cido
cianhdrico, cido sulfhdrico, sales hidrolizables y/o halgenos).
Reaccin, con papel indicador de tipo Universal o hacer lo
siguiente:Reaccin cida, se somete a la accin del carbonato sdico
con independencia de que se encuentre o no precipitado. Anotar sus
observaciones.Reaccin neutra o alcalina, se agita bien la muestra y
se pone 1 mL del mismo en un tubo de ensayo y se aade HNO3 2M,
hasta reaccin francamente cida y se hierve unos minutos. Anotes
cualquier evolucin de gases o aparicin o desaparicin de
precipitados.
Ensayo N 2 Marcha sistemtica del carbonato de sodioi. A unos 5
mL de lquido problema, bien homogenizado por agitacin, dispuestos
en un vaso de precipitado, se aade poco a poco, disolucin de
carbonato sdico 0,5 M hasta que quede reaccin alcalina despus de
agitar. Si se produce una fuerte efervescencia y despus de aadir 1
mL de Na2CO3 la reaccin continua muy cida, se debe adicionar un
poco de sal slida, hasta que el problema este prximo a la
neutralidad. Se contina ahora aadiendo el reactivo lquido hasta
reaccin franca alcalina que permanece despus de agitar. Se aaden
ahora 3 mL ms de carbonato sdico y se hierve por espacio de 10
minutos, reponiendo el volumen perdido por evaporacin con solucin
de carbonato sdico. Observar y anotar los cambios de color en el
lquido y en los precipitados. Si se desprende amoniaco, se debe
continuar la ebullicin hasta total eliminacin del amoniaco y
destruccin del catin amonio. Diluir con 1 mL de agua. Filtrar y
lavar 2 veces con agua caliente. Anotar la cantidad de precipitado
para tener una idea de la concentracin del problema. PRECIPITADO,
despus de lavado se deja lo ms seco posible, extrayendo
cuidadosamente las ltimas porciones de lquido por absorcin con una
tira de papel de filtro. Se deja secar al bao mara, unos minutos.
Se opera con l como se indica en el segundo grupo de cationes.
FILTRADO, se rotula el Primer Grupo y en ella se reconocen los
iones de este grupo en porciones independientes.ii. EL PRECIPITADO
obtenido con carbonato sdico, privado de la mayor parte de agua, se
trata con 20 gotas de HNO3(c), o ms segn sea la cantidad de
precipitado, y se calienta a ebullicin a llama directa con cuidado
para evitar proyecciones, prosiguiendo la ebullicin hasta reducir
el volumen a casi sequedad. Se diluye con 20 mL de agua ms un poco
de nitrato amnico slido, gotas de cido ntrico 2 M y se deja al bao
mara 5 minutos. Se filtra, el FILTRADO claro se etiqueta para la
separacin de los grupos tercero y siguientes. El PRECIPITADO, se
lava bien con agua caliente dos veces, con 1 mL cada vez, a la que
se han aadido gotas de nitrato de amonio 1 M, poniendo en contacto
todo el precipitado con el agua de locin. El primer mL de lavado se
incorpora a la solucin para el Segundo Grupo.iii. AL FILTRADO del
procedimiento anterior aadir gotas de HCl, 2 M hasta precipitacin
completa y se agita. Se calienta suavemente para favorecer la
coagulacin de los cloruros; se deja enfriar para que precipite el
PbCl2; y se filtra. El FILTRADO se pasa a un tubo etiquetado para
el anlisis del Cuarto Grupo y siguientes. El PRECIPITADO puede ser
blanco cuajoso, que puede tomar un tinte violceo por exposicin
prolongada a la luz, de AgCl; blanco cristalino, en forma de
agujas, de PbCl2, y denso pulverulento de Hg2Cl2. Se lava dos veces
con medio mL de agua fra cada vez, en el que se analiza el Tercer
Grupo.iv. EL FILTRADO procedente de separar el grupo anterior,
aadir 10 gotas de disolucin saturada de (NH4)2SO4. Calentar a
ebullicin a fuego directo y dejar luego al bao de agua durante 5
minutos por lo menos. El bario precipita enseguida; el estroncio y
el plomo tardan en precipitar; el calcio puede no hacerlo
(PRECIPITADO Cuarto Grupo). Filtrar y guardar el FILTRADO para el
Quinto Grupo.v. AL FILTRADO del procedimiento anterior se aade,
primero, alrededor de medio gramo de NH4NO3 slido y luego, poco a
poco y agitando, disolucin concentrada de amoniaco hasta que el
lquido tenga su olor, despus de agitar, ms un exceso de 50 gotas.
Calentar a bao de agua no ms de 2 minutos. Una calefaccin excesiva,
o de mucha duracin, puede eliminar el exceso de amoniaco necesario
para la formacin de complejos. Filtrar, no conviene aadir gran
exceso de amoniaco por la posibilidad de que algo de cromo forme
complejos amoniacales de color malva, o de que peptice parte del
hidrxido de aluminio. Guardar el FILTRADO en un tubo etiquetado
sexto Grupo. El precipitado es el Quinto Grupo.Ensayo N 3 Separacin
sistemtica del H2S de cationesi. A la solucin problema obtenida del
ataque qumico y/o disolucin o el filtrado proveniente de la
disgregacin, agregar HCl (1:4). Si se produce precipitado seguir
agregando HCl diluido hasta que no se note mas precipitado.
Filtrar.ii. RESIDUO 1: EI residuo si es blanco se trata
indudablemente de cationes del Primer grupo. Guardar este residuo
en el mismo papel de filtro para su posterior anlisis.iii. FILTRADO
1: El filtrado evaporar casi a sequedad y despus agregar 2,5 mL de
HCl (1:1), diluir a 50 mL, saturar con H2S. Filtrar. iv. RESIDUO 2:
Este residuo si es coloreado indica presencia de cationes de
segundo grupo. Guardar este residuo para su posterior anlisis. IIA
IIBv. FILTRADO 2: Hervir hasta total eliminacin del H2S. Agregar
1-3 mL de cido HNO3 concentrado evaporar a sequedad; humedecer con
un poco ms de HNO3 y calentar suavemente, as se eliminan los cidos
orgnicos. S hay boratos y fluoruros evaporar el residuo varias
veces con HCl concentrado. Agregar al residuo aproximadamente 15 mL
de HCl, 5 N y filtrar separando cualquier residuo de sIice.
Investigar fosfatos en un ml de solucin. Agregar 5 mL de molibdato
de amonio y gotas de HNO3 concentrado y calentar a 40 C, un
precipitado amarillo indica presencia de fosfatos, De no haber
fosfatos, agregar 1 - 2 g de NH4Cl, calentar a ebullicin y agregar
a la solucin hirviente un ligero exceso de solucin NH4OH (olor
persistente a amoniaco). Filtrar.vi. RESIDUO 3: El residuo indica
presencia de cationes del tercer grupo, guardar este residuo para
su posterior anlisis. IIIAvii. FILTRADO 3: Al filtrado agregar algo
mas de NH4OH, calentar y pasar H2S durante un minuto, o en su
defecto agregar solucin de (NH4)2S a la solucin y calentar hasta
que no se forme mas precipitado. Filtrar.viii. RESIDUO 4: Indica
presencia de cationes del grupo III. Guardar este residuo para su
posterior anlisis. IIIBix. FILTRADO 4: Acidificar con cido actico y
concentrar en una cpsula hasta 10 mL. Agregar una pequea cantidad
de solucin de NH4CI y NH4OH ms 15 mL de solucin (NH4)2CO3,
calentar. Filtrar.x. RESIDUO 5: Indica presencia de cationes del
cuarto grupo. Guardar para su posterior anlisis. IVxi. FILTRADO 5:
Dividir en dos porciones desiguales. La porcin menor evaporar a
sequedad, si queda residuo indica presencia de cationes del quinto
grupo. VV. Cuestionario1. Cuales son las diferencias entre la
separacin sistemtica en grupos con H2S y con Na2CO32. Cuales son
los cationes en cada uno de los grupos en las dos marchas
analticas.3. Cuales son los reactivos de grupo en cada una de las
marchas analticas.
Prctica de laboratorio - 4Anlisis de cationesde los grupos I, II
Y III
I. Objetivos Determinar la presencia de los cationes mediante
separaciones y reacciones de identificacin.
Realizar las reacciones especficas y/o selectivas de
reconocimiento.
II. Fundamento TericoPueden encontrarse en estos grupos:
a. De una manera prcticamente total: Cr (VI) como cromato
amarillo. Mo (VI) como molibdato (incoloro aun que en ocasiones
puede reducirse dando el anin MoO3-, pardo e inestable). W (VI)
como wolframato (incoloro). U (VI) formando complejo con el
carbonato de color amarillo dbil, inapreciable en pequeas
concentraciones. V (V) como vanadato (incoloro; o amarillo si forma
polivanadatos, que torna incoloro al hervir; a veces se reduce a
VO2+ azul, o a V2O5H-, pardo rojizo, ambos poco estables). As(V) y
As(III) como arseniato y arsenito (incoloros). Se y Te como
seleniatos, selenitos, teluratos o teluritos, incoloros.
b. En presencia de aniones inorgnicos formadores de complejos
estables con ciertos elementos catinicos, aniones no destruidos en
la presencia del problema (abundancia de Cl-, Br-, I-, SCN-),
pueden pasar totalmente a este grupo I: Hg (II) en forma de
complejos con haluros o con tiocianato (incoloros): Au (III) y Pt
(IV) como complejos del Cl- o del Br-, de color que vara del
amarillo claro al amarillo oscuro.
c. Cuando existe abundancia de F-, algunos cationes precipitan
parcialmente, o no lo hacen, con carbonato sdico. Entre ellos Al
(III), Be (II), Sn (IV), Sb (V) y Zr (IV) pueden encontrarse
totalmente en este grupo, si es que no se ha eliminado antes el
anin fluoruro.
d. Parcialmente, en pequea cantidad y en ausencia de cationes
acomplejantes, pueden pasar a este grupo I: Cu2+, Pb2+, Al3+, Be2+,
Sn (II y IV), Sb (II y V), Th (IV) y Mg2+, principalmente.
Conviene observar el color de la disolucin de carbonato sdico,
ya que es muy orientativo acerca de la existencia de iones
coloreados. Si el colore es: AMARILLO indica la presencia de
cromato; concentracin grande de U (VI) o de ferrocianuro tambin dan
color amarillo, aunque en pequeas cantidades, este color es apenas
perceptible. El anin ferrocianuro origina color amarillo fuerte,
que llega a ser amarillo rojizo cuando la concentracin es grande.
AuCl4- y PtCl62-, dan color amarillo y amarillo naranja,
respectivamente. PARDO algunas especies de vanadio y de molibdeno
con grados de valencia inferiores al cinco y al seis,
respectivamente, suelen dar colores pardos inestables. AZUL, azul
claro inestable, que pasa a incoloro, indica VO2+. Tambin pueden
originar color azul algunos compuestos de molibdeno, que
espontneamente, se decoloran. Un color azulado claro, persistente,
puede ser debido a pequeas cantidades de Cu (II) o de Ni (II) que
han pasado a la disolucin, en general, por no haber operado
debidamente.
Ensayos para determinar iones presentes
a. Ensayos con HCl y con ferrocianuro de potasio, a 5 gotas del
grupo primero se le aaden gotas de HCl(c) hasta franca acidez y ms
cuatro gotas de ferrocianuro de potasio. Calentar suavemente, anote
sus observaciones; pueden ocurrir fenmenos debidos, por una parte
al aumento de acidez y de otra a la accin del anin ferrocianuro. La
presencia de V (V), Mo (VI), W (VI) y U (VI) origina precipitados o
coloraciones fuertes. Tambin transforma el cromato amarillo en
dicromato amarillo-naranja, el vanadato incoloro en polivanato
rojo-naranja; otros cambios de color pueden ser debidos a
reacciones entre aniones oxidantes y reductores. Enturbiamiento
amarillo por precipitacin de WO3. Aadir un poco de NH4Cl slido: V
(VI) color amarillo, amarillo verdoso y luego precipitado coposo
verde. Mo (VI) color pardo rojizo. W (VI) color amarillo dorado con
precipitacin pardo rojizo claro. U (VI) color o precipitado pardo
rojizo oscuro. Cu (II) si hay algo de Cu coloracin parda
oscura.
b. Ensayo con cloruro de estao (II), se toma cuatro gotas del
grupo I, y se aade dos de SnCL2 0,25 M, observar los fenmenos que
ocurren en fro y luego calentar, precipitado negro o gris negruzco
indica presencia de Hg (II), oro o teluro, precipitado rojo puede
pasar a gris, presencia de selenio, paso de amarillo a verde,
presencia de Cr (VI).III. Parte experimentalEnsayo N 1 Ensayos de
reconocimiento de los cationes del grupo primeroVanadio (V),
Vanadatoa. Un mL del G-1 en un tubo de ensayo, aadir cido actico 2
M hasta acidez. Adicionar dos gotas del reactivo (disolucin
saturada de oxina en cido actico 2 M) y un mL de cloroformo. Tapar
el tubo y agitar fuertemente. Dejar separar las dos capas. Observar
la coloracin del cloroformo.b. Un mL del G-1 aadir dos gotas del
reactivo (solucin de cuprn al 5 % en etanol) y luego gotas del HCl
2 M hasta franca acidez. Precipitado amarillo o amarillo parduzco,
si la cantidad de vanadio es grande.c. A un mL de la solucin
problema, aadir otras cuatro de HCl concentrado. Si hay vanadio
aparecer ahora un color amarillo o amarillo naranja. Hervir hasta
reducir el volumen a la mitad. Si hay mucho vanadio aparecer un
color azul verdoso de VO+. Enfriar y aadir una sola gota de FeCl3
medio normal, dos de fosfato disdico normal, dos de dimetilglioxima
y amoniaco hasta alcalinidad. Aparicin de un color rojo cereza
indica la presencia de vanadio.Cromo (VI), Cromatoa. A un mL de la
solucin G-1, aadir HCl 2 M hasta acidez, mas tres gotas en exceso
y, despus gota a gota H2O2 al 3 %. Se origina un color azul verdoso
que desaparece al agitar. Calentar a ebullicin y, si a caso, aadir
ms H2O2 hasta que el lquido quede verde. Aadir ahora cuatro gotas,
o ms de solucin acuosa al 5 % de EDTA-Na2, calentar a bao mara.
Color violeta que se intensifica con el tiempo.b. En un tubo de
ensayo se disponen de dos gotas de solucin del G-1, aadir otras dos
gotas de reactivo (solucin acuosa saturada de cido cromotrpico:
cido 1-8-dihidrxinaftalen-3-6-disulfnico) y otras de cido fosfrico
concentrado. Color rojo parduzco en presencia de Cr (VI).c. A tres
gotas del G-1, aadir HCl 2 M hasta acidez, tres gotas de KCNS 1 M y
dos de SnCl2 0,25 M (en HCl). Color rojo intenso que aparece de
modo inmediato.Volframio (VI), Volframatoa. A cinco gotas del G-1,
en un tubo de ensayo se aade HClc hasta acidez ms dos gotas en
exceso. Sumergir una barrita de aluminio; el ataque del aluminio es
muy lento al principio; cuando empiezan a desprenderse burbujas de
hidrgeno, si hay W (VI) aparece una coloracin azul en el torno de
la barra de aluminio, cuando aumenta el desprendimiento de
hidrgeno, el color azul se hace ms oscuro hasta llegar a un negro
azulado, si la concentracin de W (VI) es suficiente, se forma un
precipitado azul oscuro. El color gris oscuro es reaccin no
positiva ya que lo produce la barra de aluminio.b. A tres gotas del
G-1, en un tubo de ensayo, se aaden dos de oxina (solucin
alcohlica, etanol al 5 %, o bien disolucin saturada de oxina en
cido actico 2 M) y gotas de HClc hasta acidez ms una de exceso.
Color o precipitado pardo rojizo, segn la cantidad de volframio
presente.Arsnico (V), Arseniatoa. A cinco gotas del G-1, se aade
HNO3 2M hasta neutralizad, hirviendo hasta desalojar el CO2
(destruccin del exceso de carbonato). Separar cualquier formacin de
precipitados (WO3, hidrxidos anfteros). Aadir tres gotas de
amoniaco concentrado al lquido claro y cinco de mixtura magnesiana.
Agitar fuerte y frotar con una varilla. Aparicin de un precipitado
blanco indica la presencia de arseniato o de fosfato. En general,
este precipitado es cristalino, aunque puede presentar una primera
fase amorfa.b. Filtrar el resto de la suspensin en (1), aadir al
precipitado blanco gotas de AgNO3 0,1 M. El color blanco cambia a
pardo rojizo.Arsnico (III), Arsenitoa. Al lquido procedente de la
separacin del arseniato se aaden cuatro gotas de perxido de
hidrgeno al 3 % y otras cuatro de mixtura magnesiana. Hervir y
frotar con una varilla. Aparicin de un precipitado blanco indica la
existencia de un arsenito oxidado a arseniato. Este precipitado
debe confirmarse como en el ensayo anterior.b. Alrededor de medio
mL de la solucin, en un tubo de ensayo se aaden dos mL de NaOH 2 M
y una barrita de aluminio, calentar colocando una tira de papel de
filtro humedecido con solucin de AgNO3 0,1M, una mancha negra
indica presencia de arsenito.Potasioa. Seis gotas de G-1, en un
tubo de ensayo, se acidula con cido actico, agitando para que se
desprenda CO2 comprobar que la disolucin queda dbilmente cida.
Disolver en otro tubo un poco de cobaltinitrito sdico en unas gotas
de agua destilada. Aadir esta solucin sobre la primera. Agitar un
precipitado amarillo indica presencia de potasio.b. Al precipitado
formado en el ensayo anterior, tomarlo en un hilo de platino y
llevarlo a la llama. Color rojo persistente, es
caracterstico.Selenioa. Se acidulan con HCld cuatro gotas de
solucin del G-1 y se aaden cuatro de KI 0,5 M. Precipitado rojo, si
se calienta gris o negro de selenio elemental.Teluro (IV y VI),
Telurito o Teluratoa. Se acidulan con HCl cuatro gotas de solucin
del G-1 y se aaden cuatro de KI 0,5 M. Separar cualquier
precipitado que aparezca. Aadir a la solucin unos cristales de
sulfato sdico, calentar. Precipitado negro o coloracin parda oscura
es positiva.Cationes que circunstancialmente pueden encontrarse en
el grupo primeroMercurio (II)a. En un tubo de ensayo se disponen
tres gotas de solucin de SnCl2 0,25 M en glicerina (o HCl) y luego
encima otras de NaOH 2 M hasta franca reaccin alcalina despus de
agitar (formacin de estannito); comprobar que la reaccin es
alcalina. Se aaden ahora dos gotas de la solucin del G-1.
Precipitado negro inmediato indica mercurio.b. A tres gotas de
solucin del G-1 se aaden seis de KI 2 M, formar HgI2 rojo, que
puede ser inapreciable por formar con exceso de KI el complejo
HgI42-, aadir HCl 2 M hasta acidez y SnCl2 0,25 M en glicerina, se
formaran precipitados de otros cationes. Al lquido claro adicionar
estannito preparado como en el ensayo anterior, se formar
precipitado negro que confirma el mercrico.c. Se dispone en un
papel de filtro un poco de pasta de CuI y encima una gota de la
solucin del G-1. Si hay mercurio aparecer inmediatamente un color
que puede ser amarillo rojizo, o rojo naranja, segn la cantidad de
mercurio existente.Oro (III)a. A cinco gotas del G-1 se aaden dos
del reactivo (p-tetradiamino - difenilmetano) y HCl 2 M, poco a
poco, hasta acidez, color azul indica reaccin positiva.b. A cinco
gotas del G-1 se aaden dos del H2O2 al 3 %. Enturbiamiento de color
pardo al violceo indica reaccin positiva.Platino (IV)a. Poner en un
tubo de ensayo dos gotas del G-1, otras dos de HCl(c) y otra del
reactivo (solucin al 0,02 % de cido rubinico en cido actico
glacial). Reaccin positiva con precipitacin rojo violceo que se
intensifica con el tiempo.b. Se deposita una gota de solucin
saturada en agua de nitrato de talio (I) sobre papel de filtro y se
aade otra del G-1, previamente acidulado con HCl ms otras dos de
solucin de talio (I). Se lava la macha con disolucin de amoniaco 2
M, y finalmente se aade una de SnCl2 0,25 M en solucin clorhdrica.
Permanece una mancha de color amarillo al rojo naranja, segn la
cantidad de platino presente.Tabla N 4.1 Esquema de los ensayos del
grupo primero1. Vandio (V)2. Cromo(VI)3. Molibdeno(VI)
a. Precipitacin con oxina (ac. actico+sol. oxina en ac actico, 2
M) y un mL de cloroformo.
b. Precipitado amarillo con cuprn (sol. cuprn al 5 % en etanol)
y gotas de HCl, 2 M.
c. Amarillo o amarillo naranja con HCl concentrado.a. Color azul
con HCl 2 M y gotas de H2O2 al 3 %.
b. A la solucin anterior, color violeta con EDTA-Na2 al 5 %.
c. Color rojo parduzco con cido fosfrico concentrado.a. Color
prpura con HCl 2 M y xantogenato (etil-xantogenato-potsico
slido).
b. Color rojo con HCl 2 M y KSCN 1 M ms SnCl2 0,25 M en HCl.
2. Volframio(VI)3. y 6. Arsnico (III y V) 7. Potasio
a. Precipitado azul con HClc y Al.
b. Precipitado pardo con oxina(en c. Actico 2 M) y gotas de
HCLc.a. Precipitacin con mixtura magnesiana previa acidulacin con
HNO3 2 M, ms gotas de NH3, del As (V) e identificacin del As en el
precipitado con SnCl2(s) o AgNO3 0,1 M.
b. Oxidacin con H2O2 del As (III) a As (V) y reconocimiento como
en (a).
c. Formacin y reconocimiento de H3As por reduccin con Al en
medio alcalino.a. Precipitado amarillo con cobaltinitrito sdico
slido previa acidulacin con cido actico.
b. Color violeta a la llama del precipitado en (a).
8. Uranio (VI)9. Germanio (VI)10. Talio (I)
a. Precipitado pardo con oxina en medio alcalino en presencia de
EDTA-Na2 al 5 % y amoniaco concentrado.
b. Precipitado pardo oscuro con ferrocianuro potsico en medio
cido HCl 2 M.a. Color azul con quinalizarina en medio cido sulfrico
concentrado.a. Precipitado amarillo con KI.
b. Color verde a la llama.
11. Litio12. Selenio13. Teluro
a. Precipitado Blanco con Na2HPO4 en medio alcalino
alcohlico.
b. Color rojo a la llama.a. Precipitado rojo en medio cido, HCl
con KIa. Reduccin a Te negro con el Na2S2O3 del complejo yodurado
(HCl + KI 0,5M a la muestra).
14. Mercurio (II)15. Oro (III)16. Platino (IV)
a. Precipitado de Hg, negro, con SnCl2 0,25M + NaOH 2 M.
b. Color salmn con CuI.a. Color azul con la base de Arnold
p-tetradiamino-difenilmetano), previo acidulado con HCl 2 M.
b. Color verde azulado con H2O2 al 3 %.a. Precipitado de color
rojo violceo con el cido rubenico, previa acidulacin con HClc.
b. Color amarillo rojizo con SnCl2 0,25M.
Identificacin de cationes del grupo IIEsquema del segundo
grupoTratar el precipitado obtenido
con Na2CO3 con HNO3(c).
Hervir, evaporar hasta
casi sequedad, diluir,
calentar, y filtrar.
Redisuo: Sb2O3, Sb2O5, H2SnO3, H2TiO3,
Filtrado: Grupos siguientes
Nb2O5, Ta2O5, Au, Pt. ImpurezasResiduo
Insoluble. Lavar y disolver en HCl + H2O2En porciones
independientes de la solucin
Identificar los cationes.
En el insoluble que
contiene tambin Nb2O5 y Ta2O5 operar como se indica en 6
Cuando el precipitado obtenido con el carbonato sdico, una vez
seco, como se dice en tratamiento de separacin por grupo, se trata
con cido ntrico concentrado (d = 1,42; 69,8 % en peso) y se
calienta a ebullicin hasta llegar casi a sequedad, los precipitados
correspondientes al antimonio, estao, titanio, niobio y tntalo se
transforman en compuestos insolubles; oro y platino elementales
quedan inalterados y el resto del precipitado se disuelve formando
nitratos correspondientes.
Ensayos de reconocimiento de los cationes del segundo
grupoAntimonioa. A cinco gotas de la solucin clorhdrica, se aaden
otras de NaOH 2 M hasta neutralidad, aadir EDTA-Na2 en solucin
acuosa al 5 %, se adiciona alrededor de medio gramo de tiosulfato
sdico slido y se calienta a ebullicin. Un precipitado amarillo
rojizo al rojo naranja, segn la concentracin de antimonio, confirma
este catin.
b. A cuatro gotas de disolucin clorhdrica se aaden unos
cristalitos de sulfito sdico para reducir Sb (V) a Sb (III) y se
hierve para destruir todo el exceso de sulfito. Se aade ahora una
gota de disolucin de sulfato de cerio (IV) 0,1M en H2SO4 1 M y
despus gotas de solucin acuosa de clorhidrato de hidroxilamina
hasta desaparicin de color amarillo (destruccin del exceso de Ce
(IV). Aadir enseguida una gota de Rodamina B (solucin 0,05 g del
producto en 100 mL de HCl 2 M que contiene un 15 % de KCl).
Precipitado muy fino de color violeta, indica antimonio.
Estaoa. Se dispone de cinco gotas de la solucin clorhdrica, tres
de HCl(c) y se aade un trocito de zinc puro (excento de estao),
(ensayo en blanco!). Agitar la mezcla en un tubo de ensayo con agua
hasta la mitad e introducir en un mechero de buen tiro la parte del
tubo que ha estado sumergida en la mezcla reaccionante. En
presencia de estao la superficie externa del tubo se cubre de un
manto de luminiscencia azul.
b. A cinco gotas de solucin en un tubo de ensayo, aadir un poco
de hierro en polvo o un alambre de hierro (en polvo reacciona
mejor). Calentar para que se inicie la reaccin y dejar unos minutos
desprendiendo hidrgeno. Hervir si hay antimonio, oro o platino y
persistir el tratamiento hasta que precipiten por completo al
estado elemental (precipitados negros). Filtrar y el lquido claro
hervir de nuevo y aadir dos gotas de cloruro mercrico 0,25 M.
Aparece un precipitado blanco, gris o negro, segn la cantidad de
Sn2+ presente.
Titanioa. A tres gotas de solucin clorhdrica, en un tubo de
ensayo, se aaden dos de H2O2, se formar color amarillo o rojo
naranja.
b. Se dispone sobre un papel de filtro una gota de solucin para
este grupo y encima otra de reactivo (solucin acuosa reciente al 5
% de la sal sdica del cido cromotrpico). Color pardo violceo claro
en presencia de Ti (IV), color que se acenta con el tiempo.
ORO
a. A medio mL de la solucin se aade tres gotas de reactivo de
Arnold y carbonato sdico poco a poco. Color azul.b. A cinco gotas
de la disolucin se aade carbonato sdico 1 M hasta alcalinidad. No
importa que aparezca un precipitado blanco. Adicionar cuatro gotas
de H2O2 al 30 % color pardo a violceo (pardo por reflexin y verde
azulado por refraccin). Este ensayo en menos sensible que en
a.Platinoa. Colocar en un tubo de ensayo, dos gotas de solucin y
otras dos de cido rubinico (solucin al 0,02 % en cido actico
glacial). Dejar estar, precipitado rojo que se intensifica con el
tiempo.b. A tres gotas de la solucin aadir otras tres de KI 0,5
M.Niobio, tantalio y residuo insolubleLa naturaleza del residuo
insoluble en este segundo grupo, puede ser muy variada, casi
siempre queda reducida a haluros de plata o a sulfatos de plomo o
de alcalinotrreos, adems del trixido de volframio hidratado,
amarillo, que haya podido ser arrastrado hasta aqu. Ya se ha dicho
que los xidos de Nb y Ta queden junto con el residuo insoluble,
como tambin pueden permanecer xidos muy insolubles (calcinados)
como Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, etc. A efectos de confirmacin de los
respectivos cationes se pueden verificar los siguientes ensayos:a.
Se lava bien el residuo con agua destilada y se trata con seis
gotas de NH3 acuoso (1:1). Se disolveran WO3, AgCl y AgBr
(parcialmente). Filtrar y guardar el residuo 1.b. A la solucin
amoniacal se aaden gotas de KI 0,5 M. Precipitado amarillo claro,
confirma la existencia de plata. Filtrar. Acidular con HCl el
filtrado (comprobar que queda cido) y aadir un cristal de SnCl2.
Calentar. Color o precipitado azul, indica volframio (VI).c. Al
residuo 1, se aaden gotas de KCN M. Filtrar. Si existe AgI se
disolver ahora junto con la parte de AgBr no disuelta en el
amoniaco. Aadir al lquido claro gotas de Na2S, de preparacin
reciente. Precipitado negro, de Ag2S, confirma el catin Ag+.Si
queda residuo en 3 puede tratarse de sulfatos de plomo, estroncio o
bario. Se lava bien el precipitado y para la identificacin de los
cationes se sigue el proceso consignado en el grupo cuarto de esta
marcha analtica.d. Tratar el residuo que permanece en 4 con un mL
de cido fosfrico concentrado, calentando unos minutos a bao mara.
En solucin fosfrica se identifica el niobio y tntalo como
sigue:Niobioa. A seis gotas de la solucin fosfrica aadir un trocito
de cinc metlico, unas gotas de HCl(c) y calentar. Color negro o
azul oscuro en presencia de niobio.b. A cuatro gotas de dicha
solucin aadir unos cristales de tiocianato potsico y un poco de
cinc en polvo o en granalla fina y unas gotas de HCl(c). Color o
precipitado amarillo oscuro.Tntalioa. A gotas de la solucin
fosfrica se aade una pizca de rodamina B slida. Se obtiene un color
violceo oscuro y un precipitado violceo, casi negro. Se aaden gotas
de HCl 2 M y el color de la solucin se hace ms claro, persistiendo
un precipitado coposo de color violeta oscuro. Un ensayo paralelo
en blanco con agua, HCl y rodamina B origina un color prpura claro,
pero no el precipitado que se obtiene cuando existe tntalo. Nb (V)
y Ti (IV) no interfieren.b. A cinco gotas de la solucin se aaden un
volumen igual de una solucin acuosa saturada azul de metileno. Se
obtiene un precipitado muy abundante de color azul o azul violceo,
que persiste al adicionar HCl 2 M. Nb y Ti no interfieren.Otros
compuestos del Residuo insolubleAdems de los citados el residuo
insoluble puede contener otros productos que no son suficientemente
atacados por el carbonato sdico en el grupo primero, o por el
HNO3(c) en el grupo segundo y que tampoco se disuelven en la mezcla
de HCl (1:1) ms H2O2 al 3 %. Para su reconocimiento, en ensayos
para slidos.
Tabla N 4.2 Esquema de los ensayos del segundo grupo1ra.Porcin
Antimonio2da.Porcin Estao3ra Porcin Titanio4ta.Porcin Oro5ta.Porcin
Platino6ta.Residuo Insoluble
a. Con Na2S2O3 precipitado rojo.
b. Con rodamina B, precipitado o color violeta.a. A la llama del
mechero luminiscencia azul.
b. Con HgCl2 previa reduccin con hierro metlico, precipitado
blanco, gris o negroa. Con H2O2 color amarillo naranja.
b. Con cido cromotrpico color rojo pardo.a. Con H2O2 en medio
alcalino precipitado violeta.
b. Con base de Arnold, color azul.a. Con cido rubinico
precipitado pardo rojizo.
b. Con KI color rojo intenso.Proceder como se indica en 6.
Identificacin de cationes del grupo III (o de los cloruros)El
residuo que contiene el G-3 de la presente marcha analtica, puede
ser blanco, que puede tomar un tinte violceo por exposicin
prolongada a la luz, de AgCl; blanco cristalino, en forma de
agujas, de PbCl2, y denso pulverulento de Hg2Cl2.
Esquema del grupo terceroA la disolucin ntrica
se aade HCl 2M hasta
precipitacin total.
RESIDUO: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2
FILTRADO:Los cationes de los
Blancos. Tratar por agua caliente.
grupos restantes
Residuo: AgCl, Hg2Cl2
Filtrado: PbCl2. Se identifica
Tratar con NH3
Pb2+ con K2CrO4Residuo: Hg + Hg(NH2)Cl
Filtrado: Ag(NH3)2+Negro.
Aadir KI. Precipitado blanco
Amarillo de AgI.
Se lava dos veces con medio mL de agua fra cada vez a la que se
a aadido una gota de HCl diluido (efecto de in comn).
Ensayos de reconocimiento de los cationes del tercer
grupoPlomoa. Se trata el precipitado con un mL de agua hirviente,
filtrando an este caliente. Se pasa el filtrado a un tubo y se
aaden dos gotas de cromato potsico 0,5 M. precipitado amarillo
indica plomo en cantidad abundante.Mercurio (I)a. Al residuo
procedente de separar el plomo se aade un mL de NH3 2 M, poniendo
en contacto el precipitado con el reactivo. Se filtra. Un
precipitado negro intenso inmediato indica mercurioso, reaccin
suficientemente sensible y especfica en este grupo, por lo que no
necesita ms comprobacin.Plataa. El lquido claro anterior, se
disuelve en dos partes. A una parte se aaden dos gotas de KI 0,5 N.
precipitado blanco ligeramente amarillo, indica plata. (Aunque el
AgI es amarillo, en presencia de amoniaco tiene color ms bien
blanco). A la otra, se adiciona HCl 2 M hasta acidez. Precipita
nuevamente AgCl.
IV. Cuestionario1. Defina Los siguientes trminos:
Sensibilidad
Selectividad
Reactivo de grupo
Indicador
2. Explique los tipos de reacciones utilizados en Qumica
Analtica.
Prctica de laboratorio - 5Anlisis de cationes de los grupos IV,
V y VIIdentificacin de los cationes del grupo IVEsquema del cuarto
grupoCationes (Ca2+), Sr2+, Ba2+, Pb2+(incoloros)
Problema+(NH4)2SO4, calentar
Filtrar
Residuo: BaSO4, SrSO4
Filtrado: Grupos
PbSO4, (CaSO4), blancos
siguientes
Se trata con agua fra. Filtrar
Residuo: BaSO4,SrSO4, PbSO4.
Filtrado: Ca2+ con oxalato
Se trata con EDTA-Na2. Filtrar
de amonio, precipitado blanco.
Residuo: BaSO4, SrSO4,
Filtrado: PbY-2Se trata con EDTA-Na2a. Con Na2S en medio
amoniacal, precipitado negro
a pH 5.6. Filtrarb. Con cido sulfrico, precipitado blanco
Residuo: BaSO4, disolver en NH3
Filtrado: SrY2-, identificar con:
Ms EDTA-Na2 e identificar:
H2SO4 con CdSO4, precipitado
a. Con HCl precipitado blanco
blanco en ambos casos.
b. Con CaCl2 ms K2CrO4
precipitado amarillo
Ensayos de reconocimiento de los cationes del Grupo IVCalcioa.
Lavar el precipitado original de este grupo con 0.5 mL de agua a la
que se aaden dos gotas de sulfato amnico. Filtrar, descargar el
filtrado, alcalinizar este con gotas de amoniaco, aadir cinco gotas
de disolucin saturada de oxalato amnico y calentar. Precipitado
blanco de oxalato clcico. La disolucin del CdSO4 en agua es lenta,
cuando ha precipitado mucho CaSO4, es necesario reiterar la
extraccin con agua fra.
b. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de carbonato
de amonio, se formar precipitado blanco amorfo. Probar su
solubilidad en cidos.
c. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de cido
sulfrico concentrado, se formar un precipitado blanco. Probar su
solubilidad en agua, cidos y sulfato de amonio.
d. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de reactivo,
se obtendr un precipitado blanco.
PlomoTratar el residuo (que debe tener reaccin neutra,
eliminando toda acidez por reiterados lavados con agua), con un mL
de solucin de EDTA-Na2, al 5 %. Calentar suavemente un poco.
Filtrar. Extraer el filtrado y dividir en dos partes, a y b:
a. Aadir amoniaco hasta alcalinidad y dos gotas de sulfrico
sdico al 30 %. Calentar, precipitado negro indica plomo. (Un ligero
precipitado pardo puede ser debido a bismuto que, por haber lavado
mal el precipitado, ha quedado retenido y llegado hasta aqu).
b. Aadir gotas de sulfrico diluido y calentar. Precipitado
blanco pulverulento, denso, de sulfato de plomo. El posible bismuto
no precipita ahora. (Un precipitado blanco, en agujas, que tarda en
aparecer y en sedimentar, puede ser debido al cido del EDTA-Na2,
H4Y. Generalmente ocurre esto, cuando se aade un exceso de
cido).
c. A la solucin en anlisis agregar gotas de HCl diluido, se
formar precipitado blanco. Probar su solubilidad en agua caliente y
HCl concentrado y en solucin concentrada de cloruros de
alcalinos.
d. A la solucin en anlisis agregar solucin de KI, se formar
precipitado amarillo. Probar su solubilidad en fro y caliente, en
exceso de reactivo.
EstroncioTratar el residuo con 10 gotas de EDTA-Na2 al 5 %, una
gota de indicador mixto y gotas de NaOH 0,05 M hasta color verde,
sin aadir una gota de exceso. Calentar cinco minutos al bao de
agua. Si se pone violeta al calentar, es seal de que existe
estroncio y hay que aadir ms hidrxido hasta justa recuperacin del
color verde. Dividir el lquido claro en dos partes a y b:
a. Aadir H2SO4 M hasta color violeta rojizo y calentar.
Precipitado blanco indica estroncio. Cuando hay pequea cantidad
aparece turbidez que no se aprecia bien sobre el fondo violeta de
la solucin. En este caso, filtrar para apreciar el precipitado
formado. Si el PbSO4 no ha sido bien eliminado, la reaccin ser la
misma.
b. Aadir cinco gotas de la solucin de CdSO4 saturado y calentar.
Precipitado o turbidez blanca en presencia de estroncio. Si a
pasado plomo, ahora este no precipita.
c. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de cromato
de potasio, obtendr precipitado amarillo. Probar su solubilidad en
agua y cido actico.
BarioUn residuo ser de sulfato de bario, o bien de sulfato de
estroncio no extrado anteriormente, o mezcla de ambos, si bien la
cantidad de sulfato de estroncio ser siempre pequea, en saso de que
quede algo. Se adiciona enseguida cuatro gotas de amoniaco
concentrado y medio mL de EDTA-Na2 al 5 %. Se calienta al bao de
agua hasta disolucin del precipitado, adicionando ms amoniaco y
EDTA-Na2 si el precipitado es abundante y tarda en disolverse.
Dividir la disolucin en dos partes a y b:
a. Se aade HCl diluido justo hasta acidez: No calentar.
Precipitado blanco, sedoso, de sulfato de bario. Aqu es preferible
acidular con clorhdrico en lugar de sulfrico, y no aadir exceso de
cido ni calentar, con lo que se evita una posible precipitacin de
sulfato de estroncio en el caso de que haya quedado algo del mismo
sin disolver.
b. Se aaden cuatro gotas de cromato de potasio 0,25 M y varias
de cloruro clcico 3 M. Precipitado amarillo de BaCrO4 confirma el
catin.
c. A la solucin en anlisis aadir gotas de solucin carbonato de
amonio, obtendr un precipitado blanco. Probar su solubilidad en
cidos minerales.
Identificacin de los cationes del grupo quinto hidrxidosEste
grupo coincide con el tambin llamado de los hidrxidos o sub-grupo 3
de la marcha analtica del H2S, con las nicas diferencias de la
inclusin aqu del Bi3* y la no consideracin de uranio y vanadio,
separados en el grupo primero.
Esquema del grupo quintoPrecipitar con disolucin concentrada
deamoniaco en presencia de NH4+. Calentar y filtrar. Disolver en
HCl 2M y precipitar. Filtrar
Residuo:hidrxidos de: Fe (pardo rojizo),
Filtrado: Grupo VICr (verde grisceo),
Bi, Be, Al, Ce (III) (lantnidos), Th, Zr y Ti (blancos). Se
disuelve en HCl y en proporciones independientes de esta
solucin se identifican los cationes.
Ensayos de reconocimiento de los cationes del quinto
grupoHierroa. A dos gotas de la disolucin clorhdrica, se aade otra
de ferrocianuro de potasio 0,25 M. Precipitado de color azul
oscuro.
b. A dos gotas de la disolucin aadir tres de KSCN 0,5 M. Color
rojo oscuro.
c. A la solucin en anlisis aadir gotas de NaOH, se formar un
precipitado pardo rojizo gelatinoso.
Bismutoa. A dos gotas de muestra, aadir una de la solucin
clorhdrica de disolucin de yoduro de potasio y cinconina.
b. A dos gotas de muestra aadir solucin de SnCl2, 0,25 M en
glicerina y despus las necesarias de NaOH 2 M para disolver el
precipitado blanco inicial de Sn(OH)2 (formacin de estannito).
Aadir ahora una gota de la disolucin clorhdrica y agitar.
Precipitado negro indica Bi3+.
c. A la solucin en anlisis agregar solucin de NaOH en exceso de
reactivo se formar un precipitado blanco, por ebullicin se trona
amarillo. Probar su solubilidad en cidos.
Cromoa. A cuatro gotas de la disolucin se aaden seis de la
disolucin acuosa al 5 % de EDTA-Na2, un poco de NaF slido y se
calienta al bao de agua, dejando estar. Color violeta se
intensifica con el tiempo.
b. A cuatro gotas de la disolucin aadir otras de NaOH 2 M hasta
reaccin alcalina, ms cuatro gotas de H2O2 al 3 %. Hervir. Filtrar.
Si hay cromo, el lquido ser amarillo. Se comprueba el cromo
aadiendo gotas de esta solucin amarilla sobre una mezcla de cinco
gotas de cido sulfrico M, una gota de H2O2 al 3 % y diez de eter.
Agitar. Color azul de la capa etrea.
c. A la solucin en anlisis, acidificar con cido mineral, aadir
una gota de solucin saturada de bromo y gotas de KOH (la solucin
debe ser bsica). Una vez mezclada agregar un cristal de fenol,
luego gotas de difenilcarbazida y finalmente H2SO4 2 N hasta
desaparicin del color rojo. Se obtendr coloracin azul violeta.
Separacin de aluminio y berilioA diez gotas de la solucin
clorhdrica se aaden las necesarias de NaOH 2 M hasta reaccin
alcalina, ms cuatro de exceso. Hervir suavemente. Filtrar.
Trasvasar el filtrado claro para los ensayos de Al (III) y Be
(II).
Aluminioa. A cinco gotas de la solucin en NaOH obtenida antes,
aadir dos gotas de aluminn (disolucin acuosa del producto al 0.1
%); luego cido actico 2 M hasta reaccin dbilmente cida y,
finalmente, amoniaco 2 M hasta neutralidad o reaccin alcalina dbil.
Calentar al bao de agua. Precipitado coposo, rojo rosado.
b. A tres gotas de la solucin en NaOH aadir cido actico 2 M
hasta diez ms dos gotas de morina (solucin en etanol al 0.02 %).
Fluorescencia verde, o azul verdosa, que se intensifica si se
observa a la luz ultravioleta.
c. A la solucin en anlisis aadir gota a gota solucin de NH4OH,
se obtendr precipitado blanco gelatinoso. Probar su solubilidad en
exceso de reactivo, en cidos y bases fuertes.
d. Empapar papel de filtro con solucin alcohlica saturada de
alizarina y dejar secar. Colocar sobre el papel una gota de solucin
cida en anlisis y exponer a vapores de amoniaco hasta aparicin de
color violeta.
Berilioa. Sobre un tubo de ensayo que contiene medio mL del
reactivo (solucin en etanol de quinalizarina al 0,05 %), al que se
aaden, en el momento de su utilizacin y slo al volumen que va ha
emplearse, las gotas de NaOH 2 M, necesarias para que se adquiera
un color violeta, se aaden gotas de la disolucin alcalina obtenida
en la separacin inicial, en presencia de berilio (II) el color
violeta que tiene el reactivo en medio alcalino, vira a un azul,
tanto ms oscuro cuanto mayor es la cantidad de berilio
presente.
b. A dos gotas de la disolucin alcalina aadir otras dos del
reactivo (disolucin en etanol al 0,02 %). Fluorescencia amarillo
verdosa, ya visible a la luz del da y que se intensifica a la
utravioleta.
Titanioa. A tres gotas de la solucin se aaden dos de H2O2 al 3
%. Color amarillo naranja.
b. Se dispone una gota de la disolucin sobre papel de filtro y
encima se aade otra de cido cromotrpico (disolucin acuosa reciente
al 5 %). Color pardo violceo que se acenta con el tiempo.
Zirconioa. Sobre papel de filtro se deposita una gota de
reactivo (se disuelve 0,1 g de cido
p-dimetilamino-4-azo-fenilarsnico en 100 mL de etanol que contiene
5 mL de HCl(c) dejando estar hasta que se seque. Sobre la macha
roja aadir una gota de la disolucin del grupo quinto. Si hay
zirconio, aparece un color marrn o pardo que se destaca sobre el
del reactivo.
b. Sobre una placa de toque se disponen, dos de la solucin
clorhdrica para este grupo y otras dos de agua. Aadir ahora una
gota de reactivo (solucin acuosa al 1 % de alizarina). Color o
precipitado rojo violceo que no desaparece por adicin de una gota
de HCl(c), pero que se destruye, quedando la solucin amarilla, por
adicin de fluoruro sdico.
Cerio (III), (Lntnidos) y Torio (IV)A tres gotas de la solucin
clorhdrica de grupo V, se aaden tres de agua. Si aparece turbidez,
lo que puede ocurrir cuando hay mucho bismuto (hidrlisis), se aaden
gotas de HCl diluido hasta obtener un lquido claro.
Se adicionan cuatro gotas de disolucin saturada de cido oxlico y
se calienta. Un precipitado blanco indica la existencia de cerio (o
lantnidos) y torio. El zirconio puede precipitar primero, pero el
precipitado se disuelve al aadir ms oxlico y calentar. Aunque,
inicialmente el problema contuviese Ce (IV) la ebullicin continuada
con cido se reduce a Ce (III), precipita Ce2(C2O4).nH2O,
blanco.
Si la reaccin es negativa, no existen elementos del grupo de los
lantnidos ni torio.
En caso positivo, tiene inters analtico el reconocimiento de
cerio y del torio.
Cerio (III)a. Se filtra el precipitado de oxalatos; se desprecia
el filtrado y se lava el precipitado una vez con agua calienta. Se
aade sobre el precipitado medio mL de NaOH 8 M: hervir
persistentemente: dejar enfriar y filtrar. Despreciar el filtrado y
volver a tratar el precipitado con NaOH 8 M a ebullicin. De esta
manera los oxalatos se han transformado en hidrxidos, los que,
despus de lavados con agua caliente, se disuelven en gotas de HCl 2
M caliente. Sobre esta disolucin caliente se identifica el cerio
como sigue:
b. A gotas de esta disolucin clorhdrica se aaden 3 de H2O2 de 3
% y otras de amoniaco 2 M hasta alcalinidad. Se calienta
suavemente. Un precipitado coposo, pardo rojizo, obtenido con el
perxido, de frmua CeO2.H2O2. H2O, que cambia al amarillo de
Ce(OH)4, confirma el cerio.
Torio (IV)a. Sobre un papel de filtro se pone una gota de la
solucin clorhdrica y encima otra del reactivo (arsenazo
I:3-(o-arsenofenilazo)-4-5-dihidroxi-2-7-cido
naftaleno-disulfnico), solucin acuosa al 0.01 %). Aparece una
mancha de color violeta fuerte.
Tabla N 5.1 Esquema de los ensayos del grupo quinto1. Hierro
(III)2. Bismuto3. Cromo (III)
a. Precipitado azul con K4Fe(CN)6.
b. Color rojo con KSCN.a. Precipitado rojo naranja con yodo
cincnico.b. Reduccin a Bi (negro) con estannito.a. Con EDTA-Na2
color violeta.
b. Con NaOH y H2O2 color amarillo; ms HCl ms H2O2 color azul
fugaz.
Previa separacin con NaOH
4. Aluminio5. Berilio6. Titanio
a. Laca rosada con aluminn.
b. Fluorescencia verde con morina en medio actico.a. Color azul
con quinalizarina en medio alcalino.
b. Fluorescencia verde con morina en medio alcalino.a. Con H2O2
color amarillo rojizo.
b. Con cido cromotrpico, mancha pardo rojiza sobre papel de
filtro.
Previa separacincon H2C2O4
7. Circonio8. Cerio (III)9. Torio
a. Mancha marrn o parda sobre papel de filtro con
p-dimetilaminoazofenilarsnico en medio clorhdrico.
b. Laca violeta con alizarina S, en medio clorhdrico.a.
Precipitado amarillo de Ce(OH)4, por oxidacin con H2O2 en medio
alcalino.a. Color violeta con arsenazo.
Identificacin de los cationes del sexto grupoCationes :
Cu(NH3)42+,azul intenso; Ni(NH3)42+, azul ms claro;
Co(NH3)62+,amarillo rojizo; Zn(NH3)42+, Cd(NH3)42+, Pd(NH3)42+,
Mn2+, Ca2+ y Mg2+, incoloros, (Se, Te).
Ensayos de reconocimiento de los cationes del sexto
grupoManganeso (II)Disponer de dos gotas de muestra y aadir una de
H2O2 al 3 %. Calentar suavemente. Filtrar, trasvasar el filtrado a
un tubo etiquetado