Marcha Sistemática Analítica De Cationes

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UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE BOLÍVAR

UNIDAD DE ESTUDIOS BÁSICOS

QUÍMICA EXPERIMENTAL

MARCHA ANALÍTICA DE CATIONES

OBJETIVOS:

a. Separación, mediante la marcha analítica de cationes de los grupos: I, II, III y

siguientes.

b. Separación e identificación de los cationes del grupo I.

c. Separación e identificación de los cationes del grupo III-A.

TEORÍA: GENERALIDADES SOBRE LA MARCHA ANALÍTICA:

El método ideal para la determinación de la presencia de un cierto ión en una solución,

consiste en utilizar reactivos específicos de dicho ión, ello implica disponer de una cierta

cantidad de reactivos, uno para cada ión, lo que es bastante difícil de lograr. Con el fin de

utilizar el mínimo número de reactivos y que además no se produzcan interferencias, se han

desarrollado las llamadas Marchas Analíticas, ya sea de aniones o cationes. La Marcha

Analítica de Cationes más empleada, es la que desarrollara Bunsen en el siglo pasado. En

dicha Marcha, se clasifican los cationes de cinco grupos. Cada grupo es separado de los

demás, mediante el agregado de reactivos específicos de cada grupo, los cuales precipitan los

cationes correspondientes en forma específica, es decir, el reactivo de un grupo precipita los

cationes correspondientes a dicho grupo, pero los cationes de los demás grupos quedan en

solución.

De acuerdo a esto, existen cinco Reactivos de Grupo, a saber:

GRUPO SUB-

GRUPO CATIONES REACTIVO PRECIPITADO

I Ag + , Hg + 2 , Pb + 2 HCl diluido AgCl, Hg2Cl2, PbCl2

A Hg+ 2, Pb+ 2, Bi+ 3, Cu+ 2,

Cd+ 2 H2S en HCl 0,25 M HgS, PbS, Bi2 S3, CuS, CdS

II A Fe+2, Mn+ 2, Ni+ 2, Co+ 2 HCl + CH3CSNH2 +

NH4OH FeS, MnS, NiS, CoS

B AsO-3,

III B Cr+ 3, Al+ 3, Sn+2 HCl + CH3CSNH2 +

NH4OH Cr(OH)3 , Al(OH)3, SnS

IV Ba+ 2, Sr+2 , Ca+2 (NH4)2 CO3, BaCO3, SrCO3,

CaCO3

+ Ningún Grupo Soluble

V Mg+ 2, Na+ , K+ , NH4

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Los reactivos de grupo, se agregan en forma sucesiva, separando cada precipitado antes de

agregar a la solución sobrenadante, el reactivo correspondiente al grupo siguiente. Es así,

como al finalizar la separación de cada uno de los grupos, dispondremos de cuatro

precipitados (de los cuatro primeros grupos), y una solución con el grupo V, siempre y

cuando, en la solución original hubiere todos los cationes de los cinco grupos. Es entonces

cuando podemos determinar la presencia de los elementos que componen cada grupo,

empleando reactivos específicos sobre cada precipitado.

GENERALIDADES SOBRE LA PRECIPITACIÓN DE SUSTANCIAS POCO SOLUBLES.

Si dos iones A-m y B+n se combinan para formar un electrolito fuerte pero poco soluble (50

g/l o menos) An Bm de acuerdo a:

n A-m + m B+n = An Bm (1)

Entonces en toda solución en donde estén presentes los iones en cuestión, el producto (A-m )n

y (B+n )m no podrá exceder de un cierto valor Kps, al cual se le denomina Producto de

Solubilidad de An Bm.

El valor de Kps de An Bm dependerá de la naturaleza de dicha sustancia y de la temperatura.

En resumen: Cuando el sistema de iones A-m y B+n en solución, está en equilibrio, deberá

cumplirse que:

eq = Kps ( An Bm ) (2)

(A-m)n

eq x (B+n)m

CONDICIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE UN PRECIPITADO.

De acuerdo con lo anterior, para que en el seno de una solución se forme un

precipitado del compuesto poco soluble AnBm , solamente es necesario que haya en la

solución iones A-m y B+n, cualquiera sea su origen y en cantidad tal que :

(A-m)n

eq = Kps ( An Bm ) (3)

eq x (B+n)m

En tal caso, precipitará An Bm según la reacción (1), sustrayendo así iones A-m y B+n a

la solución. Esta precipitación seguirá efectuándose hasta que las concentraciones de

dichos iones cumplan la reacción (2).

Es obvio que los valores de las concentraciones de los iones en equilibrio, dependerán

de los valores iniciales de las concentraciones correspondientes antes de la

precipitación.

Si se cumple lo dicho anteriormente, podríamos lograr que la concentración de cierto

ión B+n en una solución, disminuya tanto como queramos, bastaría para ello el agregar

suficiente cantidad de un electrolito fuerte que provea el ión A-m . En tal caso, al

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cumplirse (1), si la concentración de A-m es lo suficientemente grande, la oncentración

de B+n se puede hacer pequeña. Este fenómeno se denomina Efecto del Ión Común.

Limitaciones de la Solubilidad:

Como hemos visto anteriormente, la formación de un precipitado se favorece por el

efecto del ión común. Sin embargo, hay otros dos factores fundamentales que actúan

en competencia con este efecto, tratando de impedir la precipitación, ellos son:

a. Efecto Salino: Se ha observado que la solubilidad de un electrolito poco

soluble, aumenta por el agregado de un electrolito fuerte, esto se denomina

Efecto Salino. En consecuencia, una gran concentración del electrolito

precipitante podría tener efectos contraproducentes en la precipitación, debido

a este efecto.

b. Formación de iones complejos: Un ión complejo es aquel formado por la

unión de un ión simple con uno o más iones o moléculas. Por ejemplo:

+2 (4)

Cu+2 + 4 NH3 = Cu(NH3)4

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