Identificacion de cationes

Universidad Santa María- Núcleo Oriente- Facultad de Farmacia I Ciclo Análisis Químico Cualitativo

MARCHA ANALÍTICA DE CATIONES

Bastidas, María; González, Ligmary; Guzmán, Luisa; Larez, Anny;.Martínez, Mercedes.

RESUMEN

En este informe se habla de la identificación de cationes, elementos con carga positiva, a través de diferentes reacciones y observando los cambios aparentes como formación de precipitado o un cambio en la coloración. Los cationes se dividen por grupos, el tercero de estos se divide a su vez en el subgrupo III-A, al cual pertenecen los iones Al+3, Cr+3 y Fe+3, sabiendo esto se realizan reacciones de reconocimiento y separación para así aislarlos y comprobar su presencia dentro de la muestra y analizando las posibles reacciones de la ausencia de alguno de estos. El procedimiento a seguir en este tipo de prácticas es conocido como marcha analítica.

Palabras clave: Análisis, cationes, identificación, marcha analítica, separación.

INTRODUCCIÓN:

En la industria química al igual que en el ámbito farmacéutico, reconocer los componentes de una sustancia es fundamental para poder estudiar el funcionamiento de la misma, así como para identificar las condiciones sanitarias en las que alimentos, fármacos y cosméticos fueron producidos. La química analítica se divide en el análisis cualitativo y el cuantitativo; el primero de estos, del cual se trata el presente trabajo, busca reconocer los componentes químicos de una sustancia a través de reacciones en base a las propiedades de los iones al ser mezclados con reactivos específicos.

Los iones son separados en grupos debido a las características en común y reacciones ante ciertos reactivos que presentan, principalmente frente al ácido clorhídrico, sulfuro de hidrógeno, sulfuro de amonio y carbonato de amonio. La clasificación se basa en si la reacción entre los cationes y el reactivo promueve o no la formación de un precipitado, es decir, se basa en la diferencia de solubilidades de los cloruros, sulfuros y carbonatos formados, lo que permite la identificación de las pasos a seguir de una manera mucho mas rápida, para luego ser separados químicamente y así demostrar su presencia.

De manera general, el procedimiento a seguir para la separación e identificación de cationes es conocido como marcha analítica, la cual involucra una serie de pasos basados en las reacciones con el uso de reactivos específicos para llegar al reconocimiento de los iones que puedan estar presentes dentro de una muestra desconocida, mediante señales observables tales como un cambio de color o la formación de un precipitado.

La marcha analítica de cationes puede hacerse de varias maneras, usando acido sulfúrico, lo cual dejo de realizarse por el peligro que este modelo representaba, o benzoatos lo cual separa a los cationes en grupos ligeramente variables

La práctica tiene como objetivo principal determinar la presencia de cationes en una muestra a través de las señales producidas por la reacción y manejo de las diferentes técnicas de laboratorio, así como identificar el comportamiento de los cationes de un grupo mediante reacciones específicas, reconocer las reacciones que se forman en exceso de reactivos.

MATERIALES Y MÉTODOS:

En la realización de la práctica se utilizan tubos de ensayo, tubos de centrífuga, gradilla, goteros, pinza de madera, piseta, plancha de calentamiento, centrífuga, papel de filtro, placa de toque y en lo referente a reactivos se utilizaron NH4Cl (44), NH4OH (5), NaOH (6), H2O2 (22), H2SO4 (62), K4[Fe(CN)6] (32), NH4Cl (46), HCl (1), Alizarina (36), y Difenilcarbazida (14).

Precipitación del grupo a analizar: La muestra problema a analizar tiene rotulado el grupo de cationes que contiene, en este caso se trabaja con el grupo III-A, teniendo como posibles iones presentes Fe+3, Al+3 y Cr+3. A una pequeña cantidad de la muestra en un tubo de ensayo, calentando a baño maría, se agregan unas gotas de  Cloruro de Amonio (44) y se agita, se adiciona una pequeña cantidad de Hidróxido de Amonio (5), comprobando su acidez hasta que llegue a un pH aproximado de 9, para añadir unas gotas en exceso. Para medir el pH puede utilizarse tanto papel indicador como unas V gotas de rojo de metilo, el cual tendrá que virar hasta un tono amarillo, formándose a su vez un precipitado (P1) gelatinoso en el que se pueden encontrar los cationes del grupo III-A. Una vez frío, se centrifuga para posteriormente decantar la solución madre (S1) en otro tubo, la cual va a servir para identificar iones de los grupos III-B, IV y V.

Separación de iones: Este primer precipitado se añaden unas gotas de agua destilada, se alcaliniza con unas gotas de Hidróxido de Sodio (6) y Peróxido de Hidrógeno (22), formando un segundo precipitado (P2), el cual debe ser calentado a baño maría durante 5 minutos aproximadamente para la eliminación del H2O2 y centrifugado nuevamente. Se separa la solución (S2), el cual contendrá a los iones Al+3 y Cr+3 en forma de oxo-comlejos de AlO2- (aluminato) y CrO2- (cromito), del P2, que contendrá al Fe+3, en forma de hidróxido Fe(OH)3.

Identificación de Fe+3: Al P2 se adiciona Ácido Sulfúrico (62) hasta volverlo solución (S3), luego unas gotas de Ferrocianuro de Potasio (32) lo que provocará un cambio intenso de coloración a azul conocido como azul de Prusia, confirmando así la presencia del ión.

Separación de los iones Cr+3 y  Al+3: A la S2 se agrega una porción de Cloruro de Amonio sólido (46) hasta saturarla y se calienta a baño maría hasta desprender el olor amoniacal, formando un precipitado (P4) blanco gelatinoso, centrifugue y separar el P4 del líquido sobrenadante (S4).

Identificación del ión Al+3: Se disuelve el P4 en Acido Clorhídrico (1), en un papel de filtro se colocan dos gotas separadas de Alizarina (36) usando una como testigo, al secarse agregar una gota de la muestra y someterlo a vapores amoniacales (31), se forma una laca roja, indicando la presencia de Al+3, si la coloración es de tono azul o violeta significa que está ausente.

 Identificación de Cr+3: La S4 se acidifica con Acido Sulfúrico (62) y se divide en dos porciones.

• La primera porción será colocada en una oquedad de una placa de toque y se le añadirá una gota de Difenilcarbazida (14), el cambio de coloración a violeta indica la presencia de Cr+3.
• A la segunda porción añada 2 mL de éter (34) y 1 mL de Peróxido de Hidrógeno (10). Agite. La formación una fugaz coloración azul  (ácido percrómico) en la capa de éter al agitarla, indica la presencia de Cr+3.

DISCUSION DE RESULTADOS

Tabla 1. Cationes presentes en la muestra

...