Identificacion de cationes grupo I, II, III y IV

EXAMEN DE LABORATORIO

1. Fundamento teórico:

El fundamento teórico de esta operación, se basa en la identificación de unas propiedades comunes características, de las distintas sustancias, como pueden ser un determinado color o un determinado precipitado frente a cierto reactivo.

La propiedad detectada se denomina específica si la presenta un solo grupo químico, y se denomina general si la presentan varios grupos químicos, siendo dicha propiedad selectiva si la presenta grupo más limitado de ellos.

Es poco factible la identificación de una determinada especie química con el uso de un solo reactivo, lo cual en el caso de producirse seria el ideal en el aspecto cualitativo del análisis.

Cuando existen varias especies en una mezcla para ser identificadas, su reconocimiento puede ser complicado debido a que pueden presentar interferencias mutuas que anulen la acción de los reactivos.

Las llamadas marchas analíticas consisten fundamentalmente en separar en etapas sucesivas los distintos componentes de una mezcla hasta conseguir el aislamiento en fracciones individuales.

Lo más habitual para llevar a cabo estos procedimientos consiste en llevar a cabo reacciones de precipitación y de formación de complejos

El análisis cualitativo de cationes se basa en que es posible separar en grupos a los cationes existentes en una muestra líquida (mediante la adición de determinados reactivos denominados de grupo) y, posteriormente, identificar los cationes de cada grupo con la ayuda de reactivos específicos.

La solubilidad es la cantidad de sal que se disuelve para obtener una solución saturada, puede variar dependiendo del medio, de los iones en la solución de las reacciones acopladas y de la temperatura.

En generar la solubilidad de una sal disminuye en presencia de un segundo soluto que aporta un ion común. Al cambiar la temperatura cambia a Kps y por ende cambia la solubilidad.

Si se forman complejos con los iones agregados, la solubilidad aumentara notablemente.

Como regla general las sales que contienen metales en presencia de bases de Lewis idóneas aumentan su solubilidad si forman complejos con estas últimas.

Grupo I. Los elementos: Plata1+, Plomo2+ y Mercurio2+.  

Forman precipitados blancos de cloruros insolubles por la acción del reactivo HCl entre 2M y 6M.

Grupo II. Los elementos: Cadmio2+, Cobre2+, Bismuto3+, Mercurio2+, Plomo2+, Arsénico3+, Arsénico5+,  Antimonio3+, Antimonio5+, Estaño2+ y Estaño4+.

Precipitan con el H2S al estado de sulfuros insolubles a una concentración de HCl 0.3N.

Grupo III. Los elementos: A) Hierro3+, Cromo3+, Aluminio3+.

Son precipitados como hidróxidos por la solución NH4OH en presencia de NH4Cl.

                            B) Niquel2+, Cobalto 2+, Manganeso2+, Zinc2+.

Pueden ser precipitados después por el (NH4)2S. Por eso es común dividir este grupo en el grupo del hierro.

Grupo IV. Los elementos: Bario2+, Estroncio2+ y Calcio2+.

Precipitan con NH4CO3 en presencia de NH4Cl, en ambiente amoniacal.

1. Objetivos:

• Utilizar correctamente los instrumentos de laboratorio.
• Usar de manera adecuada los reactivos para identificar cada uno de los cationes de cada grupo.
• Cumplir con el procedimiento para identificar los cationes de cada grupo.
• Observar la calidad y color de los precipitados de los iones en los subgrupos.
• Realizar reacciones de confirmación para identificar los cationes de cada grupo.

1. Procedimiento:

1. Reacciones de identificación:

GRUPO I

Plomo, Pb                                                                                         Plata, Ag

PbCl2 + K2 Cr O4 →  2KCl + PbCrO4                                                           Ag (NH3)2 +Cl + 2H → AgCl  + 2NH4

Mercurio, Hg

Hg2Cl2 +2NH3 → Hg + HgClNH2 +NH4Cl

GRUPO II

Mercurio, Hg                                                                                                         Cobre, Cu

HgCl2 + 2HCl +2H2 S → Hg3(S2 Cl2) + 6HCl                              3CuS + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 3S + 2NO + 4H2 O

Hg3(S2 Cl2) +H2 S → 3HgS + 2H + 2Cl                                       S + 2H + 2NO → 2H + (SO4)-2 +2NO

HgCl2 + 2NaOH → HgO + H2 O + 2NaCl                                            CuSO4 + 2NaOH → Cu (OH)2 + NaSO4

Hg + 2(OH) → HgO + H2 O                                       2CuSO4 + 2NH4 OH → Cu (OH)2 * Cu SO4 + (NH4)2SO4

HgCl2 + 2NH4 OH → Hg(OH)2 +2 NH4 Cl                                                   2Cu + [Fe (CN)6]-4 → Cu2[Fe (CN)6]

Hg +2NH4 OH → Hg (OH)2 +2NH4

Cadmio, Cd                                                                                          Bismuto, Bi

...