ENSAYO DE CATIONES IIIA Y IIIB

Introducción:

Los iones de los metales del grupo del aluminio-níquel, conocidos como el tercer grupo, forman ya sea sulfuros o hidróxidos (ambos insolubles), en una solución que se a hecho ligeramente alcalina con amoníaco, a la cual se le agregan iones sulfuros. También se adiciona NH4Cl con objeto de "bufferizar" la solución contra una concentración excesivamente alta de iones oxidrilo proveniente sólo del amoniaco, lo cual podría ocasionar la precipitación de hidróxidos de elementos de los grupos subsecuentes. Por lo cual este informe esta basado en dar a conocer la forma de analizar y reconocer este grupo de cationes.

Objetivos:

Separar e identificar los cationes del tercer grupo de una muestra conocida o desconocida.

Lograr resultados de acuerdo al análisis previo.

Mejorar en el trabajo de reconocimiento de cationes.

Fundamento Teórico:

El tercer grupo consiste de dos subgrupos, uno es el subgrupo del níquel en el cual están considerados los elementos cuyos hidróxidos no son anfotéricos. El otro es el subgrupo del aluminio, en el cual están contenidos los elementos cuyos hidróxidos son anfotéricos

y que, por consiguiente, son solubles en una concentración alta de iones oxidrilo. Como en el análisis del grupo dos, los elementos anfotéricos extraídos de los sulfuros de los elementos anfotéricos mediante la formación de iones negativos que son solubles en solución fuertemente básica.

Diagrama de la Marcha del Tercer Grupo

Fe+3, Fe+2, Al+3, Cr+3, Co+2, Ni+2, Mn+2, Zn+2, Grupos subsecuentes

+

NH4Cl + exceso de NH4OH

Fe(OH)3, Fe(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Co(NH3)6+3, Ni(NH3)6+2, Zn(NH3)4+2, Mn+2

rojo verde blanco verde ámbar azul incoloro

+

H2S

centrifugar

sólido solución

Fe(OH)4, FeS, Al(OH)3, Cr(OH)3, CoS, NiS, ZnS, MnS Grupos subsecuentes

rojo negro blanco verde negro negro blanco durazno

+

HCl

+

HNO3

Fe+3 (amarillo), Al+3 (incoloro), Cr+3 (verde), Co+2 (rosado rojo vino), Ni+2 (verde)

Mn+2 (rosa pálido), Zn+2 (incoloro)

+

exceso de KOH ó NaOH

Fe(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, Mn(OH)2, Al(OH)4, Cr(OH)4, Zn(OH)4

rojo azul rosado verde canela incoloro verde incoloro

+

Na2O2 ó H2O2

centrifugar

sólido solución

Fe(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, MnO2 Al(OH)4- CrO4-2 Zn(OH)4-2

rojo negro verde negro incoloro amarillo incoloro

+

H2SO4

+

H2O2

Fe+3, Co+2, Ni+2, Mn+2

Amarillo rosado verde rosa pálido

+ + + +

KSCN NH4SCN NH4OH HNO3

+ +

(CH3)2C2(NOH)2 NaBiO3

Fe(SCN)6-3 Co(SCN)4-2 dimetilglioxina

rojo sangre azul

Fe+3 Co+2 NiC8H14N4O4 MnO4-

presente presente rojo rosa púrpura

Ni+2 Mn+2

presente presente

de la solución obtenida analizaremos al subgrupo del aluminio

sólido solución

Fe(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, MnO2 Al(OH)4- CrO4-2 Zn(OH)4-2

rojo negro verde negro incoloro amarillo incoloro

+

HNO3

Al+3, Cr2O7-2, Zn+2

incoloro naranja incoloro

+

NH4OH

centrifugar

sólido solución

Al(OH)3 CrO4-2 Zn(NH3)4+2

+ +

HNO3 BaCl2

sólido solución sólido solución

descartar Al+3 BaCrO4 Zn(NH3)4+2

+ amarillo +

aluminón + K4Fe(CN)6

+ HNO3 +

NH4OH HCl

sólido solución sólido solución

Cr2O7-2

+

Al(OH)3 descartar H2O2, Éter Zn3K2 [Fe(CN)6]2 descartar

+ gris, verde azulado

aluminón Zn+2

rojo CrO5 presente

Al+3 azul

presente Cr+3

presente

Desarrollo y Resultados Experimentales:

a.- Preparación y precipitación del tercer grupo.-

Fe+3, Fe+2, Al+3, Cr+3, Co+2, Ni+2, Mn+2, Zn+2, Grupos subsecuentes

+

NH4Cl + exceso de NH4OH

Fe(OH)3, Fe(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Co(NH3)6+3, Ni(NH3)6+2, Zn(NH3)4+2, Mn+2

rojo verde blanco verde ámbar azul incoloro

+

H2S

centrifugar

sólido solución

Fe(OH)4, FeS, Al(OH)3, Cr(OH)3, CoS, NiS, ZnS, MnS Grupos subsecuentes

rojo negro blanco verde negro negro blanco durazno

Añadir a la solución conocida o desconocida del grupo del aluminio-níquel, dos gotas de NH4Cl saturado; luego amoniaco concentrado, gota a gota hasta que la solución quede francamente alcalina. Pasar una corriente de H2S hasta completar la precitación, debiéndose verificar que se realice una precipitación completa sulfhídricando la solución obtenida.

El propósito de la adición de NH4Cl, NH4OH y H2S a una disolución que contiene todos los cationes no precipitados en los grupos precedentes, produce la precipitación de los hidróxidos de aluminio, cromo y hierro(III) y los sulfuros de manganeso, níquel, cobalto, hierro(II) y cinc. En estas condiciones los hidróxidos y sulfuros del grupo siguiente son solubles. Esta solubilidad permite una separación de los cationes del grupo del aluminio-níquel del grupo del bario-magnesio.

b.- Separación del subgrupo del aluminio y del níquel.-

Fe(OH)4, FeS, Al(OH)3, Cr(OH)3, CoS, NiS, ZnS, MnS

rojo negro blanco verde negro negro blanco durazno

+

HCl

+

HNO3

Fe+3 (amarillo), Al+3 (incoloro), Cr+3 (verde), Co+2 (rosado rojo vino), Ni+2 (verde)

Mn+2 (rosa pálido), Zn+2 (incoloro)

+

exceso de KOH ó NaOH

Fe(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, Mn(OH)2, Al(OH)4, Cr(OH)4, Zn(OH)4

rojo azul rosado verde canela incoloro verde incoloro

+

Na2O2 ó H2O2

centrifugar

sólido solución

Fe(OH)3, Co(OH)2, Ni(OH)2, MnO2 Al(OH)4- CrO4-2 Zn(OH)4-2

rojo negro verde negro incoloro amarillo incoloro

Tratar al precipitado con cinco gotas de HCl concentrado. Agitar y calentar. Si el precipitado se disuelve completamente hay ausencia de níquel y cobalto (la razón es que los sulfuros de cobalto y níquel se disuelven muy lentamente en HCl, un precipitado negro en este punto que se disuelve solo cuando se agrega HNO3 a la mezcla, indica la presencia de níquel y de cobalto o de ambos, cualquier residuo amarillo se debe al azufre, el cual debe descartarse). Añadir tres gotas de HNO3 concentrado y calentar en baño de agua hasta completar la disolución, alcalinizar la solución con KOH 6M, agregar Na2O2 sólido lentamente y con agitación hasta aproximadamente 0.2g (evitar el exceso de Na2O2 por que produciría hidróxidos de hierro, cobalto y níquel provocando una dispersión que se encontraría en la solución

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