SEPARACIÓN SISTEMÁTICA DE CATIONES POR GRUPOS

SEPARACIÓN SISTEMÁTICA DE CATIONES POR GRUPOS

“MARCHA ANALITICA DEL CARBONATO SÓDICO Na2CO3”

OBJETIVOS:

Observar las características de la muestra problema y verificar las condiciones de acidez, contenido de fluoruros y coloración fuerte.

Separar los cationes presentes en la muestra problema en grupos según la marcha analítica del carbonato sódico.

Observar los fenómenos analíticos que ocurren en esta marcha e identificar los grupos de cationes.

MARCO TEORICO:

QUÍMICA ANALÍTICA DE LOS CATIONES

Las separaciones de cationes y su clasificación se fundamentan en la solubilidad de las diferentes sales e hidróxidos; es decir, los cationes de cada grupo son precipitados por un reactivo particular denominado reactivo del grupo.

Los reactivos de cada grupo se agregan sistemáticamente a las soluciones, después de haber separado todos los iones de los grupos anteriores.

MARCHA ANALITICA:

Es el conjunto de reglas prácticas que se fundamenta en las propiedades de los iones y en las leyes que rigen las reacciones químicas de éstos, para separar de una manera sistemática los diversos iones contenidos en un problema y proceder a su definitivo reconocimiento.

La marcha técnica y sistematizada, es un proceso de identificación de iones inorgánicos de una disolución mediante la formación de complejos o sales de color único y característico.

Una secuencia de reactivos es más o menos selectiva si se produce con más o menos problemas. Un reactivo es específico cuando reacciona con muy pocos aniones y cationes. Se van a llamar reactivos generales cuando reaccionan con muchos cationes y aniones. Se puede cambiar la selectividad de un reactivo por tres diferentes métodos.

1.- Por variación del pH.

2.- Por el cambio de estado de oxidación

3.- Enmascaramiento de cationes.

MARCHA ANALITICA DEL CARBONATO SODICO:

En esta marcha se llega a identificar 24 cationes que tradicionalmente se han considerado como constituyentes de unas prácticas a escala formativa, a los que se añaden cinco reactivos generales: Na2CO3, HNO3, HCL, (NH4)2SO4, NH4OH para separar os cationes en seis grupos.

Grupo soluble en carbonato sódico,

Grupo insoluble en ácido nítrico concentrado,

Grupo de los cloruros,

Grupo de los sulfatos,

Grupo de los hidróxidos, y

Grupo de los complejos aminados.

Clasificación de cationes en la marcha analítica del Na2CO3

GRUPO C A T I O N E S OBSERVACIONES

INVESTIGACIÓN ORDINARIA MENOS FRECUENTES CIRCUNS-

TANCIALES

Primero Cr6+, Mo6+, W6+, V5+, As5+, As3+, K+ U6+, Ge4+, Se6+, Te6+, Tl+, Li+ Hg2+, Au3+, Pt4+ No precipitan con el Na2CO3; forman carbonatos solubles, iones complejos o aniones estables. El Se y Te no son formadores de cationes, se presentan como seleniato, selenito, telurato, telurito

Segundo Sb3+, Sb5+, Ti4+, Sn4+ Nb5+, Ta5+ Au, Pt El precipitado con Na2CO3 es insoluble a la acción del HNO3©

Tercero Ag+, Pb2+, Hg+ Precipitan como cloruros. El Pb precipita parcialmente, si está en pequeña cantidad no precipita.

Cuarto Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+ Precipitan como sulfatos. El Ca precipita si está en buena cantidad.

Quinto Fe3+, Bi3+, Cr3+, Al3+ Be2+, Ce3+, Ti4+ Th4+, Zr4+ Precipitan como hidróxidos en presencia de sales amónicas.

Sexto Mn2+, Cu2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Hg2+, Ca2+, Mg2+ Pd2+ Se (IV) y (VI) Te (IV) y (VI) No precipitan con NH4OH en presencia de sales amónicas.

ESQUEMA GENERAL DE SEPARACIÓN DE CATIONES, SEGÚN LA

MARCHA ANALÍTICA DEL Na2CO3

A) GRUPO PRIMERO ó GRUPO SOLUBLE EN EL CARBONATO DE SODIO (NaCO3)

Cationes: Cr6+, As3+, As5+, Mo6+, U6+

Fundamento Analítico

Se utiliza el carbonato de sodio, para obtener los llamados “extractos sódicos”. Se pretende con ello, bien solubilizar algunos “residuos insolubles” por simple reacción de transformación en sales sódicas fácilmente solubles en ácidos, o bien “separar” los aniones de los cationes, precipitando éstos con disoluciones de carbonato sódico y quedando en disolución las sales sódicas de los distintos aniones.

B) GRUPO SEGUNDO ó DE LOS INSOLUBLES EN HNO3 ©

Cationes: Sb3+, Sb5+, Sn4+, Ti4+, Nb5+, Ta5+ (incoloros). Au3+, Pt4+ (amarillo)

Fundamento analítico

Se basa en la disolución del precipitado obtenido con Na2CO3, que posiblemente contiene carbonatos neutros o básicos, hidróxidos, óxidos, elementos libres como Hg, Ag, o Bi, ácidos u óxidos hidratados como Nb2O5.xH2O, Ta2O5.xH2O.

La posibilidad de existencia de elementos libres exige la acción de un ácido oxidante (HNO3, H2SO4, HClO4) concentrados y en caliente, se utiliza el ácido nítrico por las siguientes razones:

Consigue una separación cuantitativa del Sb y del Sn, evitando su localización e identificación en los grupos siguientes.

Evita la precipitación de sulfatos de plomo y alcalinotérreos.

Insolubiliza los posibles silicatos, vanadatos, wolframatos o molibdatos, que perturbarían la separación de los grupos 5to. y 6to.

Elimina los posibles fluoruros.

C) GRUPO TERCERO ó DE LOS CLORUROS

Cationes; Ag+, Pb2+, Hg2+

Fundamento Analítico

El escaso producto de solubilidad de los cloruros de estos cationes permite separarlos precipitándolos con HCl(d). Sin embargo el Pb2+ si está en poca cantidad no precipita; porque su Kps es alta, lo hará en el grupo cuarto como sulfato. Los cloruros se separan en base a:

Solubilidad del cloruro de plomo en agua caliente.

Doble acción simultánea del amoníaco sobre el AgCl y el cloruro mercurioso:

Solubilidad del AgCl para formar el complejo Ag(NH3)2+.

Transformación del Hg2Cl2 en Hg y Hg(NH2)Cl, precipitado de color negro

D) GRUPO CUARTO ó DE LOS SULFATOS

Cationes: Ca2+, Sr2+, Ba2+ y Pb2+ (incoloros)

Fundamento Analítico

Los alcalinotérreos presentan solubilidades parecidas en los distintos precipitados que originan con diversos reactivos comunes, siendo esto una dificultad para la separación.

Se emplea como precipitante una disolución saturada de sulfato amónico. El Ca2+ no precipitará totalmente, por lo que es preferible que lo haga en la menor cantidad posible

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