Separacion De Cationes En Grupos

INTRODUCCIÓN

Un análisis cualitativo inorgánico sistemático de iones mediante un método por vía húmeda, supone la separación de iones en grupos por reacciones de precipitación selectiva. Se aíslan los iones individuales de los grupos, a través de una reacción de precipitación adicional, y se confirma la identidad del ión con un test de reacción, que produce un determinado precipitado o color. Tanto para cationes (iones con carga positiva) como para aniones (iones con carga negativa), existen diversas fórmulas para obtener estos resultados.

El objeto de la separación es obtener el componente deseado en forma pura, o parcialmente pura, para su determinación analítica, o eliminar otros componentes cuya presencia obstaculizaría la medición, o ambas cosas a la vez. En general, la separación es innecesaria cuando el método de análisis resulta específico o selectivo y responde al componente deseado, ignorando los demás. Por ejemplo, para medir el pH (o contenido de ión hidrógeno) de la sangre con un electrodo de vidrio, no es necesario un proceso previo de separación.

Otro proceso previo para el análisis cualitativo y cuantitativo es la calibración. La respuesta del método analítico y la sensibilidad del equipo mecánico y electrónico empleado respecto al componente deseado debe calibrarse usando un componente puro o una muestra que contenga una cantidad conocida de ese componente.

OBJETIVOS

La Identificación o, como suele decir, el “descubrimiento o reconocimiento” de los diversos elementos, grupos de elementos o cationes de los que está compuesta la sustancia o solución es el objetivo de este laboratorio.

Una vez reconocido el contenido de cada uno de los componentes de cada grupo, se puede escoger el reactivo más adecuado de cada grupo, para luego separarla en forma fraccionada.

Tomar en cuenta las reacciones que se emplean y que van acompañadas de precipitación o cambio de coloración de la solución, al emplear estas reacciones se observa directamente no los elementos sino los cationes o iones por ellos formados.

Desde luego una vez identificados unos u otros iones se puede juzgar sobre la presencia de los elementos correspondientes en la sustancia analizada. Al analizar una u otra reacción analítica es necesario crear determinadas condiciones para su desarrollo, pues caso contrario su desarrollo no será digno.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Los cationes se dividen en cinco grupos, mediante el uso sistemático de los “reactivos de grupo” se puede decidir sobre la presencia o ausencia de grupos de cationes y además separar estos grupos para estudiarlos con mayor profundidad.

Los reactivos de grupo que se usan para la clasificación de los cationes más comunes son el ácido clorhídrico, el sulfato de hidrógeno que en este caso ha sido reemplazado por el sulfuro de sodio, el sulfuro de amonio y el carbonato de amonio.

La clasificación se basa en que un catión reacciona con estos reactivos mediante la formación de precipitados o no. Entonces concluimos que la clasificación de los cationes se basa en las diferencias de las solubilidades de sus cloruros, sulfuros y carbonatos.

Los cinco grupos de cationes y las características de estos grupos son las siguientes:

GRUPO I

Los cationes de este grupo forman precipitados con ácido clorhídrico diluido. Pertenecen a este grupo: plomo, plata y mercurio.

GRUPO II

Los cationes de este grupo no reaccionan con el ácido clorhídrico diluido, pero forman precipitados con el sulfuro de sodio (sulfuro de hidrógeno) en un medio ácido.

GRUPO III

Los cationes de este grupo no reaccionan ni con el ácido clorhídrico diluido, ni con el sulfuro de sodio en medio ácido. Sin embargo forman precipitados con sulfuro de amonio en un medio básico.

GRUPO IV

Los cationes de este grupo no reaccionan con los reactivos de los grupos I, II, y III. Forman precipitados con carbonato de amonio en presencia de cloruro de amonio en medio neutro o ligeramente ácido.

GRUPO V

Los cationes comunes que no reaccionan con los reactivos de los grupos previos, forman el último grupo de cationes. Se incluyen iones de magnesio, sodio, potasio, litio.

MATERIALES Y REACTIVOS

Ácido Clorhídrico ( HCl )

Hidróxido de Amonio ( NH4OH )

Sulfuro de Sodio ( Na2S )

Cloruro de Amonio ( NH4Cl )

Carbonato de Amonio ( (NH4)2CO3 )

Papel tornasol.

Papel de Filtro

Tubos de ensayo.

Embudo.

Agitador

Porta tubos.

Porta Embudo.

Vaso de Precipitado.

Pinzas.

PROCEDIMIENTO

Se recibe una muestra de la solución que contiene cationes del grupo I al V.

Agregar a la solución HCl 6N gota a gota hasta observar la formación de un precipitado blanquecino, que indica la presencia de cationes del grupo I. Filtrar.

Reacción ocurrida para la precipitación del primer grupo:

HgCl ↓

(Ag+, Pb+2, Hg+2) + HCl  AgCl ↓

PbCl ↓

El precipitado obtenido es de color blanco.

Neutralice la solución filtrada de 2. agregando gotas de NH4OH 15N (por cada gota de reactivo añadido agite el contenido del tubo), use como indicador papel de tornasol, hasta observar que el papel adquiere una coloración lila. Agregue tantas gotas de HCl 6N como ml de solución neutra obtenida (Nota 1: Añada gota a gota Na2S, hasta observar la formación de un precipitado, que indica la presencia de cationes del grupo II. Tenemos que tener precaución con la solución debe mantenerse en todo momento acida. Filtrar cuando la precipitación sea completa.

Reacción ocurrida para la precipitación del segundo grupo:

HgS ↓

(Hg+2, Pb+2, Sn+2) + Na2S  PbS ↓

SnS ↓

El precipitado obtenido es de color negro amarronado.

Agregue a la solución filtrada de 3. unas gotas (3 – 4) de NH4Cl 5N, no se observaran cambios significativos, luego alcalinice la solución con NH4OH 15N, añada posteriormente gotas de Na2S hasta observar la formación de un precipitado que indica

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