EXPERIMENTO 1 “MARCHA SISTEMATICA DEL H 2S PARA LA SEPARACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE
CATIONES DEL GRUPO DE LA PLATA (GRUPO I) Y DEL SUBGRUPO DEL NIQUEL (SUBGRUPO III-B)” EDILBERTO FONTALVO SALAS, MAYRA QUIÑONES SANCHEZ, ALEX SIERRA
RESUMEN El análisis químico cualitativo tiene una gran cantidad de métodos para el estudio de propiedades, A continuación se empleara un método de
vital importancia para esta rama de la química química
analítica, la cual es la marcha sistemática analítica en donde se prepararan ciertas muestras o soluciones en las cuales a través de reacciones y separaciones de mezclas se analizarán una cantidad de cationes pertenecientes al Grupo I y el Subgrupo IIIB
Palabras Claves: Marcha Sistemática, Catión, Reacción, Método
ABSTRACT The qualitative chemical analysis has a large number of methods for the study of properties, then one method is employed for this vital branch of analytical chemistry, which is the analytical systematic motion where certain samples or solutions prepared in the through which reactions and separations of mixtures were analyzed a number of cations in Group and soubgroup IIIB
Keywords: Systematics March, Cation, Reaction Method
INTRODUCCIÓN
cuantificación de procesos, aunque a su vez dicha rama de mucho interés su objeto de
Las Ciencias Químicas son aquellas que se encargan de analizar las interacciones, las transformaciones y los procesos que sufre la
estudio se compone en la química analítica cualitativa y la cuantitativa.
materia, por lo cual identifica, examina y
La química analítica cualitativa tiene un
estudia
ciertos
objeto de estudio muy amplio que es la
compuestos para cuantificar y proporcionar
identificación de estructuras, componentes
cierta
mucha
que posee un analito, una muestra o un lote,
importancia para la industria, la metalurgia,
sin cuantificar o hallar las proporciones de
la farmacia y otra cantidad de ciencias; la
los componentes en la muestra; como esta
rama de las ciencias químicas que se encarga
ciencia brinda datos teóricos tiene una
de dichos planteamientos es la química
cantidad de métodos para la identificación
analítica que brinda y explica las técnicas,
de ciertos componentes como es el caso de
medios
la marcha sistemática analítica (MSA) que es
los
componentes
información
y
procesos
que
de
es
de de
identificación
y
un método que nos permite analizar y
serie
conocer la presencia de los iones metálicos
representativos
presente en un componente o en una sustancia.
de
cambios
químicos
Determinar la importancia que tiene la MSA en la industria y en la época
A continuación mediante este eje teórico se
actual.
conocerán las técnicas y fundamentos que tiene una MSA y la aplicabilidad de este método para conocer los grupos y subgrupos de cationes metálicos que serán conocidos a través de cambios de coloraciones y el uso de
reacciones
selectivas
y
especificas,
además se presentará un análisis práctico y un análisis cualitativo sobre las ecuaciones iónicas que intervinieron en los procesos elaborados en laboratorio.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Conocer y manejar los principios que implica
una
Marcha
Sistemática
Analítica (MSA) para la identificación de los cationes del grupo de la plata (grupo I) y el subgrupo del níquel (IIIB) y a su vez conocer la aplicabilidad e importancia de este proceso hacia la industria y otras ramas de la ciencia.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Conocer la técnica, los fundamentos
MARCO TEORICO En Química analítica la marcha analítica es un proceso técnico y sistemático (una serie de operaciones unitarias), de identificación de iones inorgánicos en una disolución mediante reacciones químicas en las cuales se produce la formación de complejos o sales de color único y característico. Una secuencia de reactivos es más o menos selectivo si se produce con más o menos problemas. Un reactivo es específico (más selectivo) cuando reacciona con muy pocos cationes y aniones. Se van a llamar reactivos generales (menos específicos) cuando reaccionan con muchos cationes y aniones. Se puede cambiar la selectividad de un reactivo por tres diferentes métodos: - Por variación del pH: Ej. el H2S es un reactivo general que a pH neutro o básico origina precipitados con casi todos los cationes del Sistema Periódico; sin embargo, a pH ácido se produce un efecto ion común, 2disminuye la concentración del anión S y sólo precipitan a pH ácido los sulfuros más insolubles, que son los sulfuros de los denominados Grupos I y II de la marcha analítica.
y la definición de una MSA.
Aprender a diseñar las ecuaciones analíticas o ecuaciones iónicas de los procedimientos.
Analizar, diferenciar y clasificar las presencia
de
compuestos
los a
iones
en
los
trabajar
en
el
laboratorio, los cuales presentan una
- Por cambio del estado de oxidación: Ej. el 2+ catión Ni origina un compuesto coloreado de color rosado con dimetilglioxima, pero si 2+ tenemos en el medio Fe con dimetilglioxima genera un color rosado 2+ rojizo; sin embargo, si añadimos H2O2 el Fe 3+ pasa a Fe , el cual no reacciona con la
dimetilglioxima níquel.
y
podemos
detectar
el
2+
- Enmascaramiento de cationes: Ej. El Cu y 2+ Cd son dos cationes muy semejantes; sin embargo, se pueden identificar. Si añadimos H2S precipitan CuS (negro) y CdS (amarillo). Al problema que contiene se le añade KCN, 22formando Cu(CN)4 y Cd(CN)4 , ambos incoloros. Si añadimos H2S entonces el 2Cu(CN)4 no reacciona, ya que es muy 2estable; sin embargo, el Cd(CN)4 es menos estable, reacciona con el H2S y origina CdS (amarillo).
MARCHA ANALÍTICA DE LOS CATIONES MÁS COMUNES GRUPO I Se toma la muestra problema y se añade HCl 2N. Con este reactivo precipitan los cationes del Grupo I: AgCl, PbCl2 y Hg2Cl2. Sobre el mismo embudo se añade agua de ebullición, quedando en el papel de filtro el AgCl y el 2+ Hg2Cl2; el Pb se puede identificar añadiendo KI, que origina un precipitado de PbI 2 que se disuelve en caliente, que sirve para identificarlo mediante la llamada lluvia de oro. Sobre el mismo papel de filtro se añade NH 3 2+ 2N. En el papel de filtro si existe Hg2 y se forma una mancha blanca, gris o negro, que 0 es una mezcla de HgClNH2 y Hg . En la + disolución se forman Ag(NH3)2 , que se puede identificar con KI dando un precipitado de AgI amarillo claro.
GRUPO II A la disolución que contiene los cationes del Grupo II y siguientes le añadimos NH 3 y NH4Cl, precipitando los cationes del Grupo IIIA: Fe(OH)3 (rojo), Al(OH)3 (blanco), Cr(OH)3 (verde), pero no precipitan los del Grupo III y siguientes.
Para identificar los cationes del Grupo IIA se añade NaOH y H2O2, de tal forma que el Fe(OH)3 no se disuelve, pero el resto dan 2AlO2 , CrO2 (aunque con el H2O2 da CrO4 ). Para reconocer el hierro se disuelve ese precipitado en HCl y se divide en dos posiciones: a una de ellas se le añade KSCN (si existe hierro se origina un precipitado de color rojo escarlata intenso), y al la otra porción se le añade K4Fe(CN)6 (si existe hierro se forma un precipitado de color azul oscuro azul de prusia). Sobre la disolución echamos H2S y NH3, quedando precipitados los cationes del grupo IIIB: MnS (rosa), CoS (negro), NiS (negro) y ZnS (blanco), quedando aparte los de los Grupos IV y V. Sobre los precipitados 2+ echamos HCl, quedando por un lado Mn y 2+ Zn , y por otro NiS y CoS. En el primer tubo 2con NaOH y H2O2 da ZnO2 y un precipitado marrón de MnO2. Para reconocer el zinc se trata con H2S dando un precipitado blanco de ZnS; también se puede echar Montequi A y Montequi B dando un precipitado de color violeta. En el segundo tubo echamos agua 2+ 2+ regia, dando Ni y Co .
GRUPO IV Sobre las disoluciones de los Grupos IV y V añadimos (NH4)2CO3, precipitando los cationes del Grupo IV: CaCO3 (blanco), BaCO3 (blanco), SrCO3 (blanco), pero si no lo hemos eliminado anteriormente tendríamos también PbCO3. Disolvemos esos precipitados en ácido acético y añadimos HCl 2N; si existe plomo precipita PbCl2, y 2+ 2+ 2+ disueltos Ca , Ba y Sr . Sobre la disolución añadimos KCrO4; si existe bario se obtiene un precipitado amarillo de BaCrO4, y disueltos 2+ 2+ Ca y Sr . Sobre la disolución añadimos (NH4)2CO3, precipitando los dos carbonatos: CaCo3 y SrCO3, calentamos hasta sequedad, le añadimos un poco de H2O y acetona y después (NH4)2CrO4, quedando un precipitado de SrCrO4 y disuelto el calcio,
pero si le añadimos Na2C2O4 precipita CaC2O4.
GRUPO 0 Cationes que no precipitan con nada anterior + + + forman el Grupo 0: NH4 , K y Na . La mayor parte de los ensayos se hacen al principio del análisis: +
- Para el NH4 se calienta y, si se desprende amoníaco entonces existe este catión. También se puede agregar el reactivo de Nessler y, si existe amonio da un precipitado de color amarillo. - Para el K: la mejor forma de reconocerlo es a la llama, la que da una coloración violeta. También se puede agregar cobaltonitrito sódico; en medio débilmente ácido si existe + K da un precipitado amarillo.
2+
Co : Con KSCN da un complejo azul; los sulfuros de cobalto se disuelven en agua regia; el Co(OH)3 es el único hidróxido de color naranja. 2+
2+
Cu : Con NH3 da Cu(NH3)4 (azul intenso). 3+
Fe : Con KSCN da un complejo rojo; con ferrocianuro da un compuesto azul; el Fe(OH)3 es el único hidróxido de color pardorojizo. 2+
Hg2 : En la marcha analítica precipita con HCl, se añade NH3 y da en el filtro un 0 precipitado negro de Hg . 2+
Hg : Se echa sobre una moneda de una peseta pequeña y da una amalgama negra, 0 ya que se forma Hg . +
K : Con cobaltonitrito sódico da precipitado amarillo.
+
- El Na se puede identificar porque al añadir + amarillo titanio da un color rojo. Si existe Na con reactivo de Kalthoff da un precipitado amarillo. También se puede hacer porque si se acerca una llama esta es de color amarilla intensa y es duradera.
2+
Mg : Con magnesón da color azul. 2+
Mn : Con sulfuro da el MnS (naranja). +
Na : Con el reactivo de Koltoff da precipitado amarillo.
Comprobación de cationes +
+
Ag : Con HCl da AgCl (blanco); con KI da AgI (amarillo). 3+
Al : Con alizarina da un compuesto rojo. 3+
As : Con mixtura magnésica da un espejo de plata en el tubo. 2+
Ba : Con dicromato precipita cromato de estroncio o sulfatos precipita sulfato de bario blanco.
NH4 : En medio básico da NH 3; si hay amonio con el reactivo de Nessler da precipitado rojo-pardo. 2+
Ni : Con dimetilglioxima da un precipitado de color rojo; los sulfuros de níquel se disuelven en agua regia; él Ni(OH)3 es el único hidróxido de color verde. 2+
Pb : Se añade KI y da un precipitado amarillo de PbI2 o bien con K2CrO4. 3+
Sb : Con rodamina B da precipitado morado. 3+
0
Bi : Con SnCl2 da Bi (negro). 2+
2+
Cd : Con sulfuro da el CdS (amarillo).
Sn : Si se acerca a la llama se pone de color azul.
2+
Zn : Con Montequi A y Montequi B da precipitado verde.
CLASIFICACION DE CATIONES
KI 1M.
SnCl2 (solución saturada).
NH4SCN 3M.
Solución alcohólica de NH4SCN.
Solución
alcohólica
de
dimetilglioxima. GRUPO
CATIONES +1
REACTIVOS DE GRUPO
2+ Ag ,Pb ,Hg2 +2 +2 +2
I IIA
+2
+3
Hg ,Cu ,Pb ,Bi ,Cd
+3
+5
+3
+5
+4
IIB
As ,As ,Sb ,Sb ,Sn
IIIA
Al ,Cr ,Zn
+3
+3
+2
+3
+2
IV
Ca ,Sr ,Ba ,Mg
+
V
+2
+
+2
Sulfuro de amonio en medio neutro o amoniacal HCl + CH3CSNH2+ NH4OH
+2
Mn ,Fe ,Co ,Ni
HNO3 concentrado.
NH3 concentrado.
NaF sólido.
NaBiO3 sólido.
Polisulfuro de amonio
+2
IIIB
+2
HCl diluido H2S en HCl 0,25 M HCl + CH3CSNH2+ NH4OH
+2
+2
Carbonato amonio presencia cloruro amonio
de en de de
METODOLOGIA PROCEDIMIENTO PARA LA MARCHA SISTEMATICA ANALITICA APLICADA A LOS CATIONES DEL GRUPO DE LA PLATA 1. Agregar en un tubo de ensayo cónico (tubo
de
centrífuga)
aproximadamente 1 a 2 mL (unos 20
+
Na ,K ,NH4
a 40 gotas) de la Muestra 1 (Solución
de AgNO3; Pb(NO3)2; Hg2(NO3)2). Agregar 5 gotas de HCl 3M; agitar
MATERIALES Y REACTIVOS
vigorosamente
y
después
Tubos de ensayo.
centrifugar.
Comprobar
Centrifugadora.
precipitación
ha
Gradilla.
adicionando una o más gotas de HCl
Pinzas.
3M al liquido sobrenadante
Baño de María.
Equipo de Calentamiento.
Solución
de
2. Centrifugar AgNO3;
centrifugado Pb(NO3)2;
sobrenadante.
sido
y
si
completa
desechar o
el El
la
el
líquido precipitado
Hg2(NO3)2 (Muestra 1).
contiene los cloruros insolubles de
Solución
plata, plomo y mercurio (I).
de
Co(NO3)2.6H2O;
Fe(NO3)3.9H2O; Ni(NO3)2.6H2O
y
3. Agregar
al
precipitado
blanco
Mn(NO3)2.6H2O (Muestra 2).
obtenido en el paso 1, unas 10 gotas
HCl 3M.
de agua caliente o en ebullición.
CH3COOH 3M.
Agitar fuertemente y en mantener
NH3 3M.
en el baño de María, por unos
HNO3 3M.
minutos.
K2CrO4 1M.
Centrifugar,
remover
o
separar el centrifugado y dividirlo en 2 porciones:
Porción 1. Adicionar una gota de de
precipitado
CH3COOH 3M y 1 a 2 gotas de K2CrO4; la
presencia del ión mercurioso.
formación de un precipitado amarillo de PbCrO4 indica la presencia del ión plomo
blanco
o
gris
confirma
la
Porción 2. Introduzca una laminilla de cobre brillante y si la lámina se torna gris brillante
Porción 2. Agregar una o más gotas de KI
por la formación de la amalgama, indica la
1M, la aparición de un precipitado amarillo
presencia del ión mercurioso.
de PbI2, indica la presencia del ión plomo
4. Al precipitado o residuo del paso 2 (contiene cloruro de plata y cloruro mercurioso), agregar 10 gotas de NH3 3M, agitar vigorosamente y centrifugar.
La
aparición
de
un
residuo negro indica la presencia del ión mercurioso. Centrifugar, remover o separar el centrifugado y dividir en 2 porciones.
Porción 1. Agregar HNO3 3M gota a gota hasta que el sistema tenga un pH ácido (5 gotas), la formación de un enturbiamiento o un precipitado de color blanco indica la
PROCEDIMIENTO DEL METODO FRACCIONADO PARA LOS CATIONES DEL SUBGRUPO DEL NIQUEL, (Subgrupo III-B de Cationes: Fe3+, Co2+, Mn2+, Ni2+) 1. Tomar
cuatro
tubos
de
ensayo
cónicos y depositar en cada uno de ellos, unas 6 gotas de la Muestra 2 (Solución
de Fe(NO3)3.9H2O; Co(NO3)2.6H2O; Ni(NO3)2.6H2O y Mn(NO3)2.6H2O), y realice los siguientes ensayos:
Tubo 1. Adicionar 1 a 2 gotas de NH4SCN 3M; la aparición de un color rojo sangre indica la presencia del ión férrico.
presencia del ión plata.
Porción 2. Adicionar 2 o más gotas de KI 1M; la formación de un precipitado blanco amarillento confirma la presencia del ión
Tubo 2. Agregar con una espátula cierta cantidad de NaF sólido, hasta que observe una pequeña cantidad sin disolver; dejar rodar por las paredes del tubo de ensayo
plata.
unas 10 a 15 gotas de NH4SCN alcohólico. La
5. Lavar el residuo negro del paso 3 con unas 10 gotas de agua destilada, agitar fuertemente, centrifugar y desechar el centrifugado. Adicionar el precipitado 2 a 3 gotas de HNO3
aparición de un color azul verdoso indica la presencia del ión cobalto.
Tubo 3. Agregar unas 2 a 4 gotas de agua destilada y 2 gotas de HNO 3 3M y agitar; luego adicionar
con una espátula una
concentrado y calentar el Baño de María;
pequeña cantidad de NaBiO3 sólido, agitar y
diluir 5 o más gotas de agua destilada, (si la
centrifugar. Una coloración rosada a rojo
solución
púrpura
no
es
clara
o
transparente,
centrifugar y desechar el residuo y dividir en 2 porciones:
indica
la
presencia
del
ión
manganoso.
Tubo 4. Adicionar NaF sólido hasta que
Porción 1. Agregar 2 o más gotas de solución
quede algo sin disolver; agregar NH3 3M gota
saturada de SnCl2; la aparición de un
a gota hasta alcanzar un pH básico y luego
adicionar
2
dimetilglioxima;
gotas la
del
aparición
reactivo de
un
precipitado rojo, indica la presencia del ión níquel.
OBSERVACIONES En la primera parte de la experiencia la muestra 1 que es una solución de AgNO3; Pb(NO3)2;
Hg2(NO3)2
los
reactivos
eran
incoloros y la muestra mantuvo dicha
(Fig.3)
característica de los reactivos. (Fig. .1)
Al usar el precipitado de color blanco que contenía los cloruros insolubles de los cationes del grupo I, al adicionarle agua caliente y someterla al Baño de maria, y llevarlo
a
la
centrifugadora,
el
liquido
sobrenadante o centrifugado se partió en 2 porciones, las cuales deberían tener el ión plomo
debido
a
que
considerablemente
alto
tienen y
un
se
Kps
disolvía
completamente en el calentamiento, por lo que
(Fig.1)
esta
deducción
se
comprobaría
adicionando a una porción CH 3COOH 3M y
Al momento de la muestra 1 mezclarla con
K2CrO4 el
HCl 3M esta presentó un enturbiamiento,
amarilla representativa y a la segunda
que
la
porción adicionarle KI 1M y tomaría una
centrifugadora (Fig.2) tornó un precipitado
coloración amarilla blanca y cuyo resultado
blanco el cual contenía cloruros insolubles de
era la presencia del ión plomo en los 2
plata, plomo y mercurio (AgCl, PbCl 2, Hg2Cl2)
compuestos (PbCrO4 y PbI2).
al
momento
de
pasar
por
cual
y el centrifugado o liquido sobrenadado son los grupos de cationes del grupo II al V (incoloro).(Fig. 3)
(Fig.2)
PbI2
tomaría
una
coloración
con
agua
destilada
y
se
sometió
a
centrifugado, luego se le adicionó HNO3 3M y se sometió a baño de maría donde se presento una formación de gas y se formó una solución a la cual se le adiciono SnCl 2 e instantáneamente
formó
un
precipitado
blanco o gris. (Fig.5)
PbCrO4 Al precipitado 2 que contenía sales de mercurio y de plata se le adiciona NH 3 3M y la solución se torno un color gris y se formó un precipitado de color negro que al momento de pasarlo por la centrifugadora se
(Fig.5)
pudo separar el centrifugado del precipitado negro, el cual contenía solamente sales de
En la segunda parte de la experiencia se
mercurio. Al centrifugado se dividió en 2
preparo
porciones y en la primera porción se agrego
Co(NO3)2.6H2O el cual tenía una coloración
HNO3 3M y se formó una turbulencia y un
manzana,
precipitado blanco y en la segunda porción
incoloro, el Fe(NO3)3.9H2O que tenía una
se agregó 2 gotas de KI y se formó una
coloración
solución
amarillezco,
Ni(NO3)2.6H2O que tenía una coloración
demostrando la existencia del ión plata.
aguamarina. Y al momento de ser mezcladas
(Fig.4)
se origino una muestra de color naranja.
de
color
blanco
la
muestra
el o
2
a
Mn(NO3)2.6H2O un
tono
partir que
oxidado,
de era
y
él
(Fig.6)
(Fig.4)
(Fig.6)
Y al precipitado de color negro que indicaba
Después
teóricamente la presencia de Hg2Cl2, se lavó
representativa de la muestra 2 y repartirla en
de
tomar
una
porción
4 tubos de ensayo distinto para analizar
coloración
ciertas características. En el primer tubo de
adicionarle una pequeña cantidad de NaBiO 3
ensayo al adicionarle unas gotas de NH4SCN,
tomó
toma una coloración rojo sangre indicando la
demostrando
presencia del ión Fe
2+
o férrico. (Fig.7)
de
una
naranja coloración la
a
rosada rojo
presencia
y
al
purpura del
ión
manganoso como plantea la metodología experimental. (Fig.9)
(Fig.7) En el segundo tubo de ensayo se adicionó una cierta cantidad de NaF y una cantidad considerada de una solución alcohólica de NH4SCN tomó una coloración azul verdoso
(Fig.9)
indicando la presencia del ión cobalto, aunque cabe resaltar que esta coloración se hacía visible al momento de adicionar más de 5 gotas de la solución y que esta se desaparecía en el momento de agitarla, hasta el punto que la coloración azul verdoso se mantuvo. (Fig.8)
Por último el tubo de ensayo 4 se le adiciono NaF sólido y luego NH3 3M y por último la dimetilglioxima,
en
la
En el tubo de ensayo numero 3 se adicionó HNO3 3M el cual tuvo un cambio de
apareció
instantáneamente un precipitado de color rojo mostrando la existencia del ión níquel.
(Fig.10) (Fig.8)
cual
DISCUSION DE RESULTADOS
cuyo resultado indica la presencia del ión plomo.
La MSA (Marcha Sistemática Analítica), es un procedimiento que se basa en reacciones
Al conocer la fiabilidad del primer resultado,
selectivas a partir de reactivos de grupo y
la
luego el uso de reacciones especificas con el
necesitaba la preparación de soluciones y el
fin de identificar ciertos grupos de cationes.
uso de reactivos específicos donde se le
En la experiencia se trató de obtener ciertos
adicionaba NH3 3M para el caso de la plata y
resultados cualitativos que nos permitieran
HNO3 para el mercurio en los cuales
identificar los cationes del grupo I y el grupo
precipitaban y al ser analizados por reactivos
III-B; inicialmente la Marcha sistemática
específicos como el HNO3 y el KI para el caso
analítica se le practicó a una mezcla que
de la sal plata presentaba coloraciones
relacionaba Nitratos de Plata, mercurio y
blanca verificando la presencia del ión Ag y
plomo que al entrar en contacto con el HCl
para la sal de mercurio que tomaba una
(reactivo
coloración
de
Grupo),
produjeron
sales
separación
de
los
precipitados
se
+
negra
producto
de
las
insolubles, por lo que hubo una reacción
disoluciones anteriores y al ser adicionado
selectiva y de precipitación donde quedaron
con HNO3 y una solución saturada de SnCl 2
sales de plata, plomo y mercurio y por lo que
(Cloruro de estaño) produjo un precipitado
la fase liquida o predominante contenía otro
de color gris, comprobando e identificando el
grupo de cationes.
ión mercurio.
Para la separación de las sales se basó en 2
Para la segunda parte de la experiencia se
principios que nos garantizarían el éxito de la
preparo una solución que contenía nitratos
experiencia primero las sales de plata, plomo
hidratados de hierro, cobalto, manganeso y
y mercurio tenían facilidad de precipitar
níquel la cual tomó una coloración amarilla y
debido a que contienen Kps pequeños en
en la cual en vez de iniciar con una reacción
comparación
selectiva
partiendo
a
Kps
comenzó
con
reacciones
comprobar los resultados tabulados en los
primer compuesto a separar eran las sales de
textos. Como esta parte de la experiencia se
plomo debido a su facilidad de disolución, el
basaba en reacciones especificas lo que se
cual se disolvió a través de un calentamiento
tomaron alícuotas o pequeñas muestras de
indirecto o baño de maría y al someterla a un
la solución elaborada
proceso físico de separación de mezclas
resultados independientes de cada reacción.
se
plomo
se
considerablemente alto se dedujo que el
centrifugadora
del
y
específicas que nos permitieron identificar y
la
el
compuestos;
es
como
que
otros
logra
para conocer los
la
sedimentación de las sales en el liquido disuelto, donde el precipitado eran las sales de plata y mercurio y el centrifugado una solución disuelta de plomo, que al momento de agregar reactivos específicos como el K2CrO4 y el KI donde se forman sales de plomo que tomaban una coloración amarilla,
En la primera muestra al adicionarle el NH4SCN tomó la coloración rojo sangre instantáneamente verificando la presencia 3+
del ión Fe , para la segunda y cuarta muestra
la
solución
tenia
ciertos
componentes que impedían la medición cualitativa de las alícuotas por lo que se usó un agente enmascarante el cual reacciona
con la matriz
y que experimentalmente
físicos de una centrifugación con el fin de
tomaban una coloración rosada y que al
fortalecer un glosario y tener una idea en las
momento
de
reactivos
técnicas
específicos
como
(solución
sistemáticas; además mediante el desarrollo
alcohólica)
y
agregar el
la
los
NH4SCN
dimetilglioxima
identificaron el ión Co
+2
que
implican
las
marchas
se
de la experiencia se pudo verificar y conocer
que tenía una
los datos en cuanto a los cambios químicos
coloración azul verdosa, y el ión Ni
+2
tomó
para la identificación de un ión o catión
una coloración roja y por ultimo para la
determinado y así facilitar la clasificación de
identificación del ion manganoso se necesito
estos en los grupos de cationes que ilustran
un agente enmascarante que en este caso es
muchas bibliografías.
el HNO3 y al agregar el Bismutato de sodio (NaBiO3) el cual tomó una coloración roja y luego a color purpura, mostrando que hubo
BIBLIOGRAFIA
una reacción con la matriz facilitando la medición
cualitativa
del
analito
de
la
muestra. Al ilustrar los planteamientos experimentales y compararlos con los datos tabulados se connota la fiabilidad y la precisión de los
BURRIEL MARTI, Fernando; LUCENA CONDE, Felipe; ARRIBAS JIMENO, Siro; HERNANDEZ MENDEZ, Jesús. QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA. Decimoctava edición. Editorial Paraninfo Thompson Learning. España 2002.
procedimientos, por lo que se puede deducir que la marcha sistemática analítica logró el objetivo de la identificación de los cationes de los grupos planteados por la metodología.
CONCLUSIONES
LUNA RANGEL, Raymundo. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ANALITICA. Volumen 2. Primera edición. Editorial Limusa. México 1980.
El análisis químico cualitativo tiene una cierta cantidad de métodos como es el caso de las marchas sistemáticas analíticas en las cuales este eje teórico experimental trabajó y
VOGEL, Arthur. QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA. Tercera Edición. Editorial Kapesluz. Argentina 1980.
obtuvo una serie de resultados en los cuales se pudieron concluir la importancia que tiene una marcha sistemática para la identificación de cationes o iones metálicos con carga positiva y la aplicabilidad de este en los
http://es.wikipedia.org/wiki/Marcha_anal %C3%ADtica, Visitado el 9 de septiembre de 2012.
procesos industriales. Siguiendo la metodología connotamos la gran cantidad de conceptos físicos químicos como son los casos de Kps, reacciones especificas y selectivas y los fundamentos
http://www.slideshare.net/progdf/marchas -analticas, Visitado el 10 de septiembre de 2012.
ANEXOS DIAGRAMA DE FLUJO (I Parte)
Preparar Muestra 1 Adicionar HCl 3M
(Solución de AgNO 3;
Precipitado de color blanco
Centrifug
(AgCl, PbCl 2, Hg2Cl2)
Pb(NO3)2; Hg2(NO3)2).
Centrifugado (Cationes Porción 1
Baño de maria
Grupo II a V)
2+
(centrifugado Pb )
PbCrO4 (coloración
CH3COOH 3M +
amarilla)
K2CrO4
2+
Centrifugado (Pb )
PbI2 (coloración
Porción 2
amarilla)
(centrifugado Pb ) KI
Centrifug
2+
1M Precipitado de color blanco (AgCl, Hg2Cl2)
NH3 3M Centrifug
+
Centrifugado (Ag )
Porción 1
Porción
(centrifugado
(centrifugado
2
+
+
Ag ) + KI 1M
Ag ) + HNO 3
Precipitado de color negro
Lavar con agua
(Hg2Cl2)
destilada
Centrifug
3M
NH3 concentrado
Baño de Color blanco
Color blanco
(presencia de
amarillezco
ión plata)
(presencia de
Maria
ión plata) Centrifug
Aparición de un precipitado gris confirma la presencia del ión mercurioso
Formación de Porción 1 (solución preparada)+ SnCl 2
Porción 2 (solución preparada)+ lamina de cobre brillante
una amalgama (presencia del ión mercurioso)
DIAGRAMA DE FLUJO (II Parte)
Muestra 2 (Solución de Fe(NO 3)3.9H2O; Co(NO3)2.6H2O; Ni(NO3)2.6H2O y
Mn(NO3)2.6H2O),
Porción 1+ NH 4SCN
Porción 2+ NaF sólido
Porción 3+ HNO3 +
Porción 4+ NaF + NH 3
3M
+ NH4SCN en solución
NaBiO3 (sólido)
3M + dimetilglioxima
alcohólica
La aparición del color rojo sangre indica la
La aparición del color
presencia del ión
verdoso indica la
precipitado de color
presencia del ión
rojo indica presencia
3+
férrico (Fe )
Centrifug
La aparición de un
2+
+2
cobalto (Co )
del ión níquel (Ni )
La aparición del color rosado a rojo purpura indica el ion +2
manganoso. (Mn )
ECUACIONES IONICAS
Solución de AgNO3; Pb(NO3)2; Hg2(NO3)2)+HCl (Formación de las sales insolubles de plata, plomo y mercurio) AgNO3 HCl Ag
NO3
H
Ag
H
y
Cl
AgCl( s ) Cl
NO3
HNO3 AgCl( s )
no
H
NO3
participan
en
la
reacción
AgCl ( s )
Pb( NO3 )2 HCl PbCl2( s ) HNO3 Pb2 2 NO3 H Cl PbCl2( s ) H 2 NO3 H
y
NO3
no
participan
en
la
reacción
Pb2 Cl PbCl 2( s ) Hg 2 ( NO3 )2 HCl Hg 2Cl2( s ) HNO3 Hg 2 H
2
2 NO3
y
Hg 2
2
H
NO3
Cl
Cl
Hg 2Cl2( s )
no
H
participan
2NO3
en
la
reacción
Hg2Cl 2( s )
Identificación del Ión Plomo PbCl2 K2CrO4 PbCrO4 2KCl Pb2 2Cl 2 K CrO42 PbCrO4 2K 2Cl K Pb
Cl
y 2
CrO4
no
2
participan
en
la
reacción
PbCrO4 ( amarillo )
PbCl2 2KI PbI 2 2KCl Pb2 2Cl 2K 2I PbI 2 2K 2Cl K Pb
Cl
y 2
2I
no
participan
en
la
reacción
PbI 2 ( amarillo)
Separación de la plata con el NH3 AgCl 2 NH 3 [ Ag ( NH 3 ) 2 ]1 Cl
Identificación del Ión Plata [ Ag ( NH 3 ) 2 ]1 Cl 2 H3 O medioácido
AgCl 2 H 2 O 2 NH 4 blanco
AgCl KI AgI KCl Ag Cl K I AgI K Cl K
y
Ag I
Cl
no
AgI Blancoamarillezco
participan
en
la
reacción
Separación del mercurio NH 2 HgCl Hg NH 4 Cl
Hg 2Cl 2 2 NH 3
negro
Blanco
Disolución del mercurio con el agua Al
adicionar
HNO3
3 Hg 2 NO3 8H 3O
3Hg 2 2 NO 12 H2 O
Cloruro a min o mercurico
El
2 NH 2 HgCl 2 NO3 4 H3 O
2 Hg
con 2
el
HNO3
2 NO N2 2Cl 8 H2 O
Identificación del Ión Mercurio Hg 2Cl 2 SnCl 42
2 HgCl2 SnCl2
blanco
2Hg SnCl 42
Hg2Cl2 SnCl2
(Solución de Fe(NO3)3.9H2O; Co(NO3)2.6H2O; Ni(NO3)2.6H2O y Mn(NO3)2.6H2O)
Identificación del ión Férrico Fe( NO3 )3 NH 4 SCN Fe(SCN )6 3 NH 4NO3 2NO 3 Fe3 3NO3 NH 4 SCN Fe(SCN ) 6 3 NH 4 3NO3 NO3
NH 4 no
y
3 Fe 6SCN
participan
en
la
reacción
Fe(SCN )6
3
Rojosangre
Identificación del ión Cobalto La
sal
de
ión
cobalto
como
el
hierro no
permite
la
identificación del
entonces
se
un
agente enmascarante
usa
NaF
Fe( NO3 )3 Co ( NO3 ) 2 NH 4SCN 6NaF FeF63 Co (SCN ) 3 NH 4 6Na 5NO 3 incoloro 3
Fe( NO3 )3 6NaF FeF6 6Na 3NO3
incoloro 3
Fe 3NO3 6Na 6F FeF63 6Na 3NO3 incoloro
NO3
y
Na
no
participan
en
Fe3 6F FeF 63 incoloro
Co( NO3 )2 3SCN NH 4 Co (SCN ) 3 NH 4 azulverdosoenetan ol
la
reacción
Identificación del ión Cobalto La
sal
de
ión
niquel entonces
como el
hierro no se
permite
la
usa
agente enmascarante
un
identificación del
NaF
Fe( NO3 ) 3 Ni( NO3 ) 2 2C4 H 8 N 2O2 6 NaF NH 3 FeF63 complejodeniquel( II ) 6 Na 5 NO3 2 H 4 NH 3 incoloro 3
Fe( NO3 ) 3 6 NaF FeF6 6 Na 3 NO3
quelatodecolorrosado
incoloro 3
Fe 3NO3 6 Na 6F FeF6 3 6 Na 3NO3 incoloro
NO3
y
3
Na
Fe 6F FeF 6
no
participan
en
la
reacción
3
incoloro
Ni( NO3 ) 2 4 NH 3 Ni( NH 3 ) 42 2 NO3
Identificación del Ión Manganoso 2 Mn
2
5BiO3 14 H 3O
2MnO4 5Bi
3
21H 2O
Purpurarojizo
Presente una explicación porqué el símbolo químico del ión mercurio es Hg22+ Si el ión mercurio (I) existiera como Hg+ sería paramagnético (configuración electrónica 6s1), pero no hay evidencia experimental que avale esta estructura, su configuración electrónica es 14
10
2
[Xe]4f ,5d ,6s
. El ión está constituido por [Hg-Hg]+2 y forma enlaces híbridos sp.
Este fue uno de los primeros enlaces metal -metal conocidos en un compuesto. Además El ion mercurioso (Hg+) tiene un enlace metal – metal que en realidad es un dímero porque forma enlaces (Hg-Hg) ++, esta estructura no es capaz de formar complejos (como sucede con el Calcio y el EDTA). El Hg+ es inestable en soluciones básicas o en presencia de sulfuros 0 descomponiéndose para formar Hg (mercurio metálico) y sulfuro.
EJERCICIOS TEORICO PRACTICOS En el análisis de una disolución desconocida que contiene solamente cationes del grupo de la plata se obtuvo un precipitado al agregar HCl diluido y frío, que se disolvió parcialmente en agua caliente. El residuo se disolvió completamente en NH3, ¿Qué cationes se encuentran presentes? ¿Cuáles ausentes +
2+
2+
Se encuentra presente Ag y no está presente Pb , Hg2
¿Qué conclusiones pueden deducirse cuando el precipitado blanco, obtenido al agregar HCl diluido y frío a una disolución desconocida, resulta ser completamente insoluble en agua caliente y NH3? La observación del aspecto del precipitado puede orientar sobre su posible composición ya que, si bien todos son blancos, el cloruro de plata es caseoso, el mercurios es pulverulenta y el de plomo, formado al enfriar la solución, es cristalino y constituido por laminillas brillante.
¿Qué conclusiones pueden deducirse cuando al precipitado blanco, obtenido al agregar HCl diluido a una solución desconocida, resulta ser completamente insoluble en agua caliente y completamente soluble en NH3? El precipitado de cloruros se trata en un filtro con 2-3 ml de agua, lo más caliente posible, que se recogen en un tubo de ensayo, se vuelven a calentar y se vierten de nuevo en el filtro; operación de
reciclado
que
se
repite
3-4
veces
con
el
mismo
líquido.
Solución en agua caliente: (Con frecuencia al enfriarse se separan laminillas de PbCl2). En ella se 2+
puede reconocer Pb .
Adicionando 2 a 3 gotas de K 2CrO4 al 5%y CH3COOH; Precipitado amarillo
Residuo Insoluble en agua caliente: (Solución amoniacal) +
En ella se puede demostrar la ex istencia de Ag : 1.
Acidificando con HNO 3, diluido precipita AgCl blanco, soluble en NH 3
2.
Añadiendo disolución de KI al 2% precipitado amarillo de AgCl soluble en KCN
Residuo insoluble en la solución acuosa de NH3: 2+
Si es de color negro prueba la existencia de Hg
en el problema para tal color se deberá a la
+
presencia de Hg originado como la consecuencia de la dismutación de aquel que provoca el medio amoniacal). Se lava bien el mismo filtro, con agua lo más caliente posible, hasta que las agua de lavado no dan reacción con Pb
2+
con K2CrO4; después se trata con una solución acuosa de
2N de NH3; se recoge en un tubo de ensayo la solución amoniacal que se pasa a través del filtro si para turbia.