Laboratorio de Química General Práctica No.7 Identificación de cationes

Laboratorio de Química General  

Práctica No.7 Identificación de cationes.

Semestre: Agosto – Diciembre 2021

San Nicolás de los Garza, Nuevo León a 8 de noviembre del 2021

Práctica No. 7: Identificación de cationes.

Objetivo

Separar e identificar cationes en disolución, utilizando el esquema de grupos por afinidad de propiedades químicas.

Fundamento

Los cationes son iones que tienen una carga positiva.[1]

Los cationes se presentan junto con aniones en compuestos como las sales binarias, un ejemplo es el cloruro de sodio (NaCl) y al escribirlo se coloca primero el elemento con carga positiva y después el elemento con carga negativa.[2]

En el grupo I, los cationes presentes son insolubles en agua y en ácidos diluidos.

Los cationes del grupo II, se caracterizan porque precipitan como sulfuros en solución acida por el sulfuro de hidrógeno. [3]

El grupo III se divide en dos subgrupos, uno es el del níquel, en este están considerados los elementos cuyos hidróxidos no son anfotéricos. Y el otro es el subgrupo del aluminio y aquí los hidróxidos son anfotéricos y son solubles en una concentración alta de iones oxidrilo.[4]

Los cationes del grupo IV se caracterizan por que reaccionan con carbonato de amonio en presencia de cloruro de amonio en el medio neutro o ligeramente ácido para generar un precipitado [5] y estos precipitan como fosfato en el medio amoniacal.

Y, por último, con los cationes del grupo V, las mayorías de sus sales son solubles, después de precipitar los grupos anteriores y estos iones quedan en solución

Para la identificación de cationes, se utiliza el análisis cualitativo, el cual tiene como objetivo el reconocimiento o identificación de los elementos o de los grupos químicos presentes en una muestra. Los medios analíticos se fundan en la observación de ciertas propiedades de los elementos o de los grupos químicos que permiten deducir su presencia sin ninguna duda.[6]

Materiales

Reactivos

Procedimiento

1. Examen físico.

1. En un vaso de precipitado se colocaron 5 mL de la solución problema.
2. Se anotaron las observaciones pertinentes en la bitácora, tales como: aspecto de la muestra, color, olor.

1. Identificación de cationes.

1. Se tomó 1 mL de la muestra que se analizó y se colocó en un tubo de ensayo.
2. Se agregaron 5 gotas de HCl 3 M. Se observó la formación de un precipitado que contenía los iones plomo (II) y plata para que se formaran cloruros insolubles y de color blanco.
3. Se centrifugó y se decantó.
4. Se guardó el decantado del paso 3, ya que se utilizó para identificar los iones férrico y calcio.
5. Se lavó el precipitado con agua desmineralizada y una gota de HCl 3 M.
6. Se centrifugó y se decantó.

Identificación de Pb2+

1. Se suspendió el precipitado en 1 mL de agua.
2. Se calentó en un baño de agua por 3 minutos.
3. Se centrifugó y se decantó. Se guardó el precipitado.
4. El decantado se colocó en un tubo de ensayo, el decantado contenía el ion plomo (II), el cual es soluble en agua caliente.
5. Se le adicionaron unas cuantas gotas de K2CrO4 0.1 M al tubo de ensayo.
6. Se observó la formación de un precipitado amarillo de PbCrO4, lo cual indicó la presencia del catión.

Identificación de Ag+

1. Al precipitado que se obtuvo en el paso 8 se le adicionaron 5 gotas de una solución de NH4OH 6 M.
2. Se centrifugó, decantó y se guardó el precipitado.
3. En un tubo de ensayo se recogió el decantado para identificar el ion plata.
4. Se acidificó con HNO3 3 M, con lo que se precipitó la plata en forma de AgCl.

Separación e identificación de Fe3+ y Ca2+

1. Al decantado de la separación del plomo y plata (paso 2), se le adicionó una disolución de NH4OH concentrado o 6 M para que se precipitara completamente el hierro (color rojo marrón).
2. Se centrifugó y se decantó.
3. Se guardó el decantado para que se identificara el calcio.
4. Se disolvió el precipitado marrón en 3 mL de HCl concentrado y se le agregaron 3 gotas de NH4SCN 3 M. Se formó un complejo de color rojo intenso.
5. Al decantado del paso 19 se le adicionaron 10 gotas de NH4OH concentrado hasta que la solución se hizo fuertemente amoniacal.
6. Se le agregaron 10 gotas de Na3PO4, para que se produjera la precipitación del calcio, de color blanco.
7. Se centrifugó y se guardó.
8. Se guardó el decantado para que se identificara el ion potasio.
9. Se probó la disolución del precipitado blanco en HCl 12 M.
10. Se observó la coloración a la llama de la disolución del precipitado.

Identificación de K+

1. El decantado del paso 24 se transfirió a una cápsula de porcelana.
2. se evaporó a 0.5 mL y se descartó el precipitado.
3. Se añadió 1 gota de HCl concentrado.
4. Se observó la llama a través de un vidrio de cobalto.
5. A la disolución remanente se le agregaron 2 mL de HNO3 15 M.
6. Se calentó a sequedad.
7. Se enfrió, se recuperó con 1 mL de agua desmineralizada y se transfirió a un tubo de ensayo.
8. Se le añadieron 5 gotas de CH3COOH 3M y 5 gotas de tetrafenilborato de sodio 0.01 M
9. Se observó la formación de un precipitado blanco.

Identificación de NH4±

1. Se colocaron 5 gotas de la muestra original en un vaso de precipitado de 50 mL.
2. Se agregaron 5 gotas de agua desmineralizada.
3. Se alcalinizó con NaOH 3 M.
4. Se cubrió con un vidrio de reloj, al cual se le adhirió un papel tornasol rojo húmedo en la parte convexa.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Examen físico

Observaciones:

Se observo que la solución presento un estado de agregación líquido, de color amarillo dorado, poseía un olor picante y una apariencia transparente.

Discusión:

La solución poseía un color amarillo dorado transparente, lo cual indica que los componentes involucrados de dicha solución presentaron solubilidad entre sí. [7]

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