ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES CATIONES 2° LABORATORIO DE ANÁLISIS QUIMICO
ANÁLISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES OBJETIVOS
Llegar Llegar a conocer a los cationes del 1er grupo en forma de cloruro ( Ag+1, ! +", #g "+"$ % sus m&s representati'as reacciones
)ela )elaci ciona onarr el an&l an&lis isis is real reali* i*ado ado en el la!o la!orat rator orio io con algu algunos nos de los los proce procesos sos industriales
onocer las reacciones tpicas de este grupo de cationes por medio de sus coloraciones !&sicas en sus coloraciones cl&sicas en e n sus diferentes medios
FUNDAMENTO TÉORICO GRUPO DE LA PLATA (GRUPO I)
Los compuestos de los metales (Ag+- !++-#g"++$ se caracteri*an por .ue precipitan en forma de cloruros con &cido clor/drico o con cloruros solu!les 0na partcula caracterstica para el an&lisis de este grupo, lo encontramos en el plomo, .ue es algo solu!le en agua- ra*n por el cual encontramos algo de iones de plomo en el segund segundoo grupo grupo A los los cati catione oness de este este grupo grupo los podem podemos os o!ser'a o!ser'arr medi mediant antee sus precipitados en forma de cloruros de color !lanco I$
)EAIO2ES 3EL I42 LO5O (!++$ - para esto utili*amos una solucin !(2O6$" o de acetato de plomo acidulado con &cido ac7tico
a) )eacciones en la 'a /8meda9
Reacción con e !ci"o co#$%"#ico &'C)( O!ser'amos un precipitado de color !lanco, solu!le en agua caliente (66: gr % ;,; gr por litro a 1<<= % "<= respecti'amente$ Ante un e>ceso de este reacti'o se forma el con #?!l6@ .ue es tam!i7n aolu!le % dificulta el an&lisis
Reacción con e o"*#o "e +o,a-io( O!ser'amos un precipitado de color amarillo de %oduro de plomo, !I" - moderadamente solu!le en agua caliente (1<<=$ Reacción con e c#o.a,o "e +o,a-io/ Se o!ser'a un precipitado de color negro de !Sinsolu!le insolu!le en soluciones soluciones .ue contengan contengan sulfuros alcalinos, pero solu!le en &cido ntrico diluido diluido a!e resaltar resaltar la la insolu!ili insolu!ilidad dad del sulfuro sulfuro de de lomo lomo en agua (:;>1< (:;>1<11grL$, .ue nos indica por .ue el sulfuro de /idrgeno es un agente precipitante tan sensi!le
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES Reacción con e $i"#ó0i"o "e -o"io/ Se o!ser'a un precipitado !lanco de !(O#$"solu!le ante un e>ceso de reacti'o precipitante de!ido a la formacin del in compleCo de plum!ito de sodio !$ )eacciones en 'a seca9
A -o+e,e/ alentando una sal de plomo con car!onato alcalino so!re car!n- se o!tiene un r7gulo malea!le de plomo de color !lanco En a.a/ A*ul p&lido )EAIO2ES 3EL I42 5E)0)IO (#g"++$ 0tili*amos una solucin #g6(2O6$""#"O
II$
a) )eacciones en 'a /8meda9 Reacción con e !ci"o co#$%"#ico "i*i"o/ Se o!ser'a un precipitado !lanco, insolu!le en agua caliente % en &cidos diludos- pero solu!le en agua regia .ue lo con'ierte en cloruro merc8rico, cuando se 'ierte so!re cloruro mercurioso, /idr>ido de amonio, el precipitado se torna negro de!ido a la formacin del cloruro amino mercurioso (!lanco$ % mercurio finamente di'idido (negro$, solu!le en agua regia (2#O6+#l$, pues esta !rinda las mol7culas de l" para la formacin de #gl"
Reacción con 1I/ recipitado de color 'erde amarillento de #g"I"- .ue en e>ceso de reacti'o forma al in compleCo el cual es solu!le % mercurio finalmente di'idido Reacción con c#o.a,o "e +o,a-io/ precipitado color pardo, amorfo de cromato mercurioso, .ue en dilusin ad.uiere una tonalidad roCa ) )eacciones en 'a seca9 alentados con e>ceso de car!onato de sodio an/idro dan un espeCo gris, constituida por finas gotas de mercurio en la parte superior del tu!o delgado donde se est7 reali*ando el calentamiento III$
)EAIO2ES 3EL I42 LATA (Ag+$ Se usa una solucin de Ag(2O6$
a) )eacciones en 'a /8meda9
Reacción con e !ci"o co#$%"#ico "i*i"o/ Se o!ser'a un precipitado !lanco de Agl .ue oscurece con la lu*- insolu!le en agua, &cidos- pero solu!le en solucin diluida de 2#:(O#$ de!ido a la formacin de ?Ag(2#6$"@+ (diaminarg7tico$- precipita del
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES compleCo amoniacal ante la adicin de &cido ntrico diluido o de %oduro de potasio !aCo la forma de Agl % AgI respecti'amente
Reacción con 3o"*#o "e +o,a-io( P#eci+i,a"o &A4I) / Amarillo, insolu!le en /idr>ido de amonio, pero solu!le en cianuro de potasio % de tiosulfato de Sodio Reacción "e c#o.a,o "e +o,a-io( recipitado de color roCo de cromato de plata, insolu!le en &cido ac7tico diluido, pero solu!le en solucin de #idr>ido de Amonio % &cido ntrico diluido ) )eacciones en 'a seca 9 A -o+e,e/ uando la sal de plata se calienta con car!onato alcalino so!re car!n da un r7gulo !lanco, malea!le, sin encrustacin de >ido, .ue es f&cilmente solu!le en &cido ntrico, la solucin precpita inmediatamente despu7s de agregarle #l diluido- pero no por adicin de #"SO: (diferencia con el plomo$
PROCEDIMIENTO( 1 Se nos proporciona : ml de la solucin muestra (cationes del grupo I $
5e*cla de los cationes
" Agregamos 1 gota de una solucin de &cido sulf8rico (#l$ para .ue precipiten los cloruros 2OTA9 Se 'ierte gota a gota /asta .ue %a no precipite el cloruro esperado
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6
rocedemos
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a
filtrar
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el
precipitado
formado
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: ara la compro!acin del supuesto precipitado total, procedemos a agregarle 1 gota de #l lo cual nos permitir& certificar si el catin /a precipitado totalmente
I3E2TIDIAI42 3EL 1er ATI42 (!+"$ La'amos el precipitado con agua /ir'iendo .ue se encuentra en el em!udo para la solu!ili*acin del cloruro de plomo
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F mo %a o!tu'imos el cloruro de plomo diluido con agua en el tu!o de ensa%o procedemos a/ora di'idirlo en 6 partes
G Luego o!ser'amos lo siguiente9
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I3E2TIDIAI42 3EL "do ATI42 (Ag+1$ H rocedemos a la'ar el precipitado del paso (6$ con /idr>ido de amonio (2#:O#$ (< gotas$
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; O!tu'imos el compleCo amoniacal de plata para luego di'idirlo en 6 partes
1< Luego o!ser'amos lo siguiente
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11 Luego de la o!tencin del Ioduro de lata (color !lanco$ procedemos a agregarle &cido ntrico (#2O6$
1" Se nos proporciona una muesta de ntrat de plata (Ag2O6$ en solucin para agragarle 1 gota de cromato de potasio ( "rO:$
I3E2TIDIAI42 3EL 6er ATI42 (#g+"$ 16 )eci!imos una muestra de nitrato de mercurio I (#g2O6$ para luego agregarle &cido clor/drico (1< gotas$
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1: Luego procedemos a agregarle /idr>ido de amonio (2#:O#$
1 Agragamos 6 pastillas de co!re para compro!ar la amalgamacin con el mercurio (#g$
1" )eci!imos una muestra de nitrato de mercurio II (#g(2O6$"$ para lueg agregarle ioduro de potasio (I$ % o!ser'amos .ue a medida .ue 'amos agregando el ioduro de potasio en solucin, este 'ara de un color anaranCado /asta un color transparente .ue indica el e>ceso de ioduro de potasio % con ello se consigue .ue sea solu!le el compleCo formado
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56 E0+i7*e #e8e.en,e con ,o"a ca#i"a" a6
9Có.o -e -e+a#an c*an,i,a,i8a.en,e o- ca,ione- "e P#i.e# G#*+o:
ara lograr precipitar el primer grupo de cationes se de!er& agregar el reacti'o de grupo .ue en este caso 'endra ser el #l , agitando el respecti'o tu!o de ensa%o % deC&ndolo reposar para lograr despu7s la precipitacin de los iones en forma completa, si al agregar al tu!o de ensa%o un poco m&s de reacti'o % no se o!ser'a ning8n cam!io entonces se /a!r& logrado la precipitacin total de los iones del 1er grupo 3e lo contrario si se o!ser'ase a8n precipitados, se de!er& repetir el proceso /asta asegurarse completamente la precipitacin total
6 9Q*; +#eca*ción i.+o#,an,e -e "ee ,ene#: 9Po# 7*;: En primer lugar se de!e usar la indumentaria correspondiente % tam!i7n tener muc/o cuidado a la /ora de manipular los reacti'os .ue poseen cierto grado de concentracin alto %a .ue son sustancias to>icas % dainas para nuestra salud, tanto con el contacto directo as como la aspiracin de gases En este caso, se de!er& tener cuidado con el #cl 2. Haga un diagrama esquemático, indicando la separación e identificación de cada catión.
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES M"#$%&a '(n 'a%i(n#$ )#* +&i,#& g&"+( Aa)i,($ 0C*
P&#'i+i%a)( AgC*. P/C*2. 0g2C*2 S# %&a%a '(n ag"a 'a*i#n%# Aa)i,($ 02O 'a*i#n%#
Solución: Cationes de otros grupos
R#$i)"( AgC*. 0g2C*2.
S(*"'in P/C*2 O7
S# i)#n%i'a P/2 '(n 2C&O4. 2C&2. I. 02SO4 Na2S Aa)i,($ NO4O0
R#$i)"( 0gN02C* 0g
S(*"'in AgN032
S# i)#n%i'a Ag '(n 02C&O4. I 0NO3
3. Escriba las ecuaciones químicas balanceadas de las reacciones efectuadas. Indique los colores de los precipitados.
recipitacin del primer grupo de cationes Ag+(ac) + Pb2+(ac) + Hg22+(ac) +5 HCl(ac) (6N) → AgCl ↓ + PbCl 2 ↓ + Hg2Cl2 ↓
ara el lomo9 PbCl2 PbCl2 PbCl2 PbCl2
+ + + +
K 2Cr 2O7 → PbCr 2O7↓ + 2KCl (naranja) K 2CrO4 → PbCrO4↓ + 2KCl (amarillo pálio) 2K! → Pb! 2↓ + 2KCl (blanco) Na2" → Pb"↓ + 2NaCl (n#gro)
ara la lata9 solucin residual + NH4OH(ac) AgCl + 2NH4OH→ Ag(NH$ )2Cl + 2H2O UNI - FIGMM
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES Ag(NH$ )2Cl +HNO$→ AgCl↓ + 2NH 4NO$ Ag(NH$ )2 + K 2CrO4 → AgCrO4↓ + 2KNH$ Ag(NH$ )2 + K! → Ag!↓ + 2KNH $
(%lanco) (&ojo 'arillo) (Amarill#no)
ara el mercurio9 precipitado residual Hg2Cl2 ↓ + 2NH4OH → (NH2Hg2 )Cl ↓ + NH4+ + 2H2O + Cl (NH2Hg2 )Cl↓ → NH2Hg)Cl↓ + Hg↓
4. Escriba las formulas balanceadas de las reacciones efectuadas
A la muestra recibida le agregamos HCl (ac) Ag+
+
Cl-
→
AgCl ↓↓
Hg22+
+
Cl-
→
Hg2Cl2 ↓↓
Pb2+
+
Cl-
→
PbCl2 ↓↓
Separamos los cationes de plomo con agua caliente Comprobamos la presencia de los cationes de plomo con las siguientes reacciones: Pb2+
+
2K
→
Pb2 ↓↓
+
2 K+
Pb2+
+
K2Cr!"
→
PbCr!" ↓↓
+
2K+
2Pb2+
+
K2Cr 2!# + H2!
→
2PbCr!" ↓↓ +
2K+
Pb2+
+
K2Cr 2!#
→
PbCr 2!# ↓↓ +
2K+
Pb2+
+
$a2S
→
PbS ↓↓
+
2$a+
+
H2!
+ 2H+
Separaci%n de los cationes de plata con $H "!H AgCl ↓↓ +
2$H"!H
→
&Ag($H ')2+ +
Cl-
Comprobamos la presencia de cationes de plata con las siguientes reacciones: Con K: &Ag($H')2+ UNI - FIGMM
+
-
+
2H2! → Ag ↓↓
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+ 2$H"!H
ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES
Con H2Cr!": 2&Ag($H')2+
+ &Cr!"2-
+
"H2! → Ag2Cr!" ↓↓
+ "$H"!H
Con H$!': &Ag($H')2+
+
&$!'-
+
2H2! → Ag$!' ↓↓ + 2$H"!H
eacciones para el Hg 2+: HgCl2
+
2H$!'
→
Hg($!')2 ↓↓ +
2HCl
5. esponda las siguientes preguntas! a. "#ómo se demuestra la presencia de catión mercurioso en la muestra$ Hg "Cl " ↓ +" NH 6 → [ NH " Hg " ]Cl ↓ + NH :+ + Cl −
[ NH Hg ]Cl ↓ "
*l
"
es un compuesto inestable pronto se descompone como se
muestra :
[ NH Hg ]Cl ↓→ Hg + + Hg ↓ "
"
"
$os damos cuenta por el ennegrecimiento del precipitado a ,ue el compuesto
[ NH Hg ]Cl ↓ "
"
es blanco el ennegrecimiento del precipitado ocurre a causa de la ormaci%n del mercurio met.lico/ Si la muestra no cambia de color ( no 0a ennegrecimiento )1 se podra asegurar ,ue no 0a presencia de ion 3ercurioso/ b. "%u& es la 'malgamación$
Se utili4a en la e5plotaci%n de oro en pe,ue6a escala1 debido a su sencille4 la poca in7ersi%n de capital/ UNI - FIGMM
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES 8n este proceso el oro es atrapado por el mercurio en una pulpa acuosa para ormar una sustancia mu 7iscosa de color blanco brillante llamada amalgama/ 9a recuperaci%n inal del oro se reali4a calentando la aleaci%n1 lo ,ue produce e7aporaci%n del mercurio/ 8n las minas artesanales la recuperaci%n del oro es baa debido a la deiciente aplicaci%n de la amalgamaci%n/ 8l uso inadecuado del mercurio lle7a a altas p;rdidas1 tanto en orma de mercurio l,uido durante el beneicio del mineral1 como en orma de 7apor de mercurio compuestos inorg.nicos durante la separaci%n oro - mercurio/ c. "#ómo afecta los (alores de mercurio en el organismo )umano$
A las di7ersas ormas de mercurio e5istentes (como 7apor de mercurio elemental1 metilmercurio o cloruro de mercurio) se las conoce como
Su acumulaci%n1 biomodiicaci%n1 desto5iicaci%n en teidos1 as como su e5creci%n/
Su biomagniicaci%n al ir subiendo de uno a otro ni7el tr%ico de la cadena alimentaria (aspecto importante sobre todo en el caso del metilmercurio)/
9a especiaci%n tambi;n incide en el transporte del mercurio dentro de cada compartimiento medioambiental entre uno otro1 como la atm%sera los oc;anos/ Por eemplo1 la especiaci%n es un actor determinante para la distancia ,ue recorre el mercurio emitido en el aire desde su uente de emisi%n/ 8l mercurio adsorbido en partculas compuestos de mercurio i%nico (di7alente) cae sobre todo en el suelo el agua cercanos a las uentes (distancias locales a regionales)1 mientras ,ue el 7apor de mercurio elemental se transporta a escala 0emis;rica>mundial1 lo ,ue 0ace de las emisiones de mercurio una preocupaci%n de alcance mundial/ !tro eemplo es la llamada
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES transormaci%n de mercurio elemental en mercurio di7alente debido a una maor acti7idad solar a la presencia de cristales de 0ielo1 con lo ,ue se obser7a un incremento sustancial en la deposici%n del mercurio durante un periodo de tres meses (de mar4o a unio1 apro5imadamente)/
Adem.s1 la especiaci%n es mu importante para la capacidad de controlar las emisiones de mercurio en el aire/ Por eemplo1 algunos instrumentos de control (como depuradores 0?medos) captan ra4onablemente bien las emisiones de compuestos inorg.nicos de mercurio1 pero la maora de este tipo de instrumentos capta poco mercurio elemental/
*. +ara el compleo !
Ag 2 NH 6 3+ "
+ + Ag 2 NH 6 3 ↔ Ag + " NH 6 "
G9" x1<
−H
-u inestab./ constante de inestabilidad ! Escriba la e0presión química de su constante de estabilidad o formación 1 calcule su (alor.
9a ecuaci%n ,umica de su contante de inestabilidad ser. la siguiente + + Ag 2 NH 6 3 ↔ Ag + " NH 6 "
[ Ag ]9[ NH ] = [ Ag 2 NH 3 ] +
K INEST
"
6
+
6
K ESTABILIDAD =
"
1
K INESTABILIDAD
K ESTABILIDAD = 1388888888.9
. "#uál de la 2 disoluciones saturadas, la del 'g#l,. #loruro de +lata 1 la del +b#l2, cloruro de plomo, contiene más iones cloruro, #l $ as
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES Kps
constantes de productos de solubilidad 1(G x1<
−1<
del ioduro de plomo, son •
−;
1
ara el cloruro de plata9
Kps = s " = 1(G x1< −1<
•
H(G x1<
6 del cloruro de plata 1 respecti(amente
Agl K
Ag+ + l
S
s
s
S = 1(6x1< −E
ara el ioduro de plomo9 Pb2 → Pb2+ + 2-
S
Kps = : s 6 = H(G x1<−;
s
"s
S = 1(6x1< −6 PbI "
@e los siguientes c.lculos la sal m.s soluble es el solubilidad de AgCl/
es soluble en B 7eces la
Adem.s1 en la primera reacci%n tenemos S D B/' 5 B-' iones de Cl - 1 en la segunda reacci%n obtenemos 2S D 2/E 5 B -F iones de Cl -/ 9a concentraci%n de iones Cl- obtenidos a partir del cloruro de Plomo PbCl 21 es 2 7eces maor ,ue la concentraci%n obtenida desde el cloruro de Plata AgCl/
OBSER
•
uesto .ue el !l" se disuel'e en caliente, es necesario .ue la solucin enfre para poder compro!ar la presencia del catin !+", o se puede correr el riesgo de .ue alguna reaccin no se realice Es necesario eliminar todo el !l" en el la'ado, para .ue este no afecte las futuras reacciones .ue se 'an a reali*ar
RECOMENDACIONES •
Tener cuidado con el maneCo de los reacti'os puesto .ue algunos pueden ser mu% concentrados, % estos pueden causar lesiones si no se las manipula de la manera correcta
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ANALISIS DEL PRIMER GRUPO DE CATIONES •
El l.uido de la'ado se de!e aplicar por el contorno del papel de filtro para .ue el la'ado sea completo para no tener complicaciones con las identificaciones en el futuro
BIBLIOGRAF=A •
Semimicroan&lisis umico ualitati'o V 2 Ale>eie' Ed 5ir 0)SS 1;G
•
umica Analtica ualitati'a Art/ur I Vogel Editorial arpelus* uinta Edicin Buenos Aires 1;G:
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