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7/28/2019 analisis 3.doc

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[INFORME NRO3]Analisis Qumico FIGMM [2013-I]

OBJETIVOS

Reconocimiento de los cationes del grupo II

Reconocimiento de cada catin mediante el anlisis cualitativo. Conocer las diferentes caractersticas (color, olor, textura, etc.) en sus respectivosprecipitados.

Familiarizarnos la base prctica del anlisis qumico aplicados a la industria.

Separacin e identificacin de cationes del segundo grupo, basndonos en las diferentes

solubilidades de los cationes frente a distintas condiciones y reactivos.

FUNDAMENTO TERICO

A) GRUPO II A

I) REACCIONES DEL IN MERCRICO : Hg++

1.- Con sulfuro de hidrgeno: Da un precipitado blanco, luego amarillo, castao yfinalmente negro de sulfuro mercrico; HgS. En todas los casos, un exceso de sulfuro de hidrgenoda sulfuro mercrico negro. El precipitado blanco inicial; es el clorisulfuro de mercurio Hg 3S2Cl2 (oHgCl2.2HgS) que se descompone por el sulfuro de hidrgeno.

3HgCl2 + 2H2S Hg3S2Cl3 + 4HClHg3S2Cl3 + H2S 2HCl + 3HgS

Despus : HgCl2 + H2S 2HCl + 3HgS rr

2.-Con Solucin de Hidrxido de amonio: Se obtiene un precipitado blanco de cloruroaminomercrico, Hg(NH2)Cl; denominado precipitado blanco, infusible; por que se utiliza sin fundir.

HgCl2 + 2NH4(OH) Hg(NH2)Cl + NH4Cl + 2H2O

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II) REACCIONES DEL IN BISMUTO : Bi+3

1.- Con sulfuro de hidrgeno: Se obtiene un precipitado pardo de sulfuro de bismuto,Bi2S3; insolubles en cidos diluidos en fro y en solucin de sulfuro de amonio; pero solubles

en cido ntrico diluido, en caliente, y en acido clorhdrico concentrado, a ebullicin.

2Bi(NO3)3 + 3H2S Bi2S2 +6HNO3

2.- Con solucin de hidrgeno de sodio: Se obtiene un precipitado blanco de hidrxido debismuto, Bi(OH)3; en fro, con exceso de reactivo; soluble en cidos. Por ebullicin se tornaamarillo debido a una deshidratacin parcial.

III) REACCIONES DEL IN CPRICO: Cu+2

1.- Con sulfuro de hidrgeno: Se obtiene un precipitado negro de sulfuro cprico, CuS ensoluciones neutras o de preferencia cida (HCl), el precipitado es soluble en cido ntricodiluido en caliente y en solucin de cianuro de potasio, en el ltimo caso se forma una salcompleja (cuprocianuro de potasio), K3[Cu(CN)4]. El sulfuro cprico es insoluble en cidosulfrico diluido a ebullicin a diferencia del cadmio.

CuSO4 + H2O CuS + H2SO4

2.- Con hidrxido de amonio: Da un precipitado celeste de una sal bsica; soluble en

exceso de reactivo con formacin azul intenso que contiene la sal compleja sulfatotetramincprico. [Cu(NH8)4]SO4 .

IV) REACCIONES DEL IN CADMIO: Cd+2

1.- Con sulfuro de hidrgeno: Se obtiene un precipitado amarillo de sulfuro de cadmio queen soluciones acidificados con un poco de HCl. El precipitado es soluble en cido ntricodiluido y sulfrico, en caliente; pero es insoluble en solucin de cianuro de potasio. KCN.

CdSO4 + H2S CdS + H2SO4

2.- Con hidrxido de sodio: Se forma un precipitado blanco de hidrxido de cadmio;Cd(OH)3; insoluble en exceso de reactivo.

Cd(SO4 ) + 2NaOH Cd(OH)2 + Na2

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B) GRUPO II B (TIOSALES)

V) REACCIONES DEL IN ARSNICO: As+3

1.- Sulfuro de hidrgeno de hidrgeno: Se obtiene un precipitado amarillo de sulfuroarsnico As2S3; en solucin cido (cido clorhdrico). El precipitado es insoluble en cidoclorhdrico concentrado caliente.

VI) REACCIONES DEL IN ANTIMONIO: Sb+3

1.- Con sulfuro de Hidrgeno: En solucin moderadamente cidos se forma un precipitadorojo anaranjado de pentasulfuro de antimonio, Sb2S5. El precipitado es insoluble en solucinde carbonato de amonio; soluble en solucin de sulfuro de amonio formando tioantimonioatoy se disuelve tambien en cido clorhdrico concentrado con la formacin del tricloruro deantimonio.

VII) REACCIONES DEL IN ESTAO: Sn2+

1.- Con Sulfuro de Hidrgeno: Si forma un precipitado pardo de sulfuro estaoso; SnS ensoluciones no demasiado cidas [ en presencia de HCl (0,250,3)M es decir pH = 0,6 ]. Elprecipitado es soluble en cido clorhdrico concentrado; soluble en solucin amarila depolisulfuro de amonio forman tioestao.

RELACIN DE MATERIALES EQUIPOS Y REACTIVOS :

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08 tubos de ensayo

01 gradilla

01 piseta con agua destilada

01 bagueta

01 embudo de vidrio

Papel de filtro

Papel de tornasol

1 vaso de vidrio (250 ml)

1 pinza.

Estufa elctrica

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REACTIVOS:

- Hidrxido de amonio NH4OH- Sulfuro de sodio Na2S- cido clorhdrico HCl 6N y 12N-

Poli sulfuro de amonio (NH4)2Sx- cido ntrico HNO3- cido sulfrico H2SO4- Cianuro de potasio KCN

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Corregir la acidez de la solucin inicial que contiene todos los cationes del Grupo II (agreguegota a gota NH4OH 15 N hasta neutralizar la solucin luego aada HCl 6N en relacin a 1gota/ml de solucin).

2. Aada gota a gota Na2S hasta completar la precipitacin. Filtre y deseche la solucinpasante. El precipitado obtenido est formado por los sulfuros de los cationes del sub-grupoIIA (HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS) y por los del sub-grupo IIB (As2S3, Sb2S3, SnS, SnS2).

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3. Transfiera el precipitado obtenido a un vaso con ayuda de unos ml. de solucin amarilla de

polisulfuro de amonio (NH4)2SX posteriormente lleve el contenido del vaso a un tubo.

Someta este contenido a bao mara por unos segundos (con agitacin permanente). Filtrar.

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Se obtienen dos productos: Precipitado y solucin.

El residuo o precipitado puede contener: HgS, PbS, Bi2S3, CuS, S0

La solucin puede contener las tiosales: (NH 4)3AsS4, (NH4)3SbS4, (NH4)2SnS3.

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Se trabajar primero con el precipitado:

a. El precipitado se traspasa a un vaso con ayuda de unos ml. de HNO3 6N, hervir ligeramente,filtrar.

El residuo obtenido est compuesto de HgS y S 0.

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La solucin filtrada puede contener: Pb(NO3)2, Bi(NO3)2, Cu(NO3)2, Cd(NO3)2, esta solucindebe ser recibida en un vaso.

Agregar unas gotas de H2SO4 9N y calentar la solucin hasta observar el desprendimientode abundantes humos blancos. Enfriar.

Diluir ligeramente la solucin, filtrar.

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El residuo corresponde a PbSO4.

La solucin filtrada contiene Bi2(SO4)3, CuSO4, CdSO4; alcalinizar la solucin con NH4OH15N y observar la formacin de un peculiar precipitado. Filtrar.

El precipitado corresponde a Bi(OH)3.

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La solucin filtrada debe presentar una tonalidad azul por la presencia del catin Cu que seencuentra como Cu(NH3)4SO4; aadir gotas de KCN hasta decolorar la solucin.

La solucin final ser tratada con gotas de Na 2S hasta observar la formacin de unprecipitado que corresponde a CdS.

b. La solucin que contiene las tiosales es diluida ligeramente luego es acidificada con gotasde HCl 6N

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Calentar ligeramente, filtrar y desechar la solucin.

El precipitado obtenido puede contener: AsS5, Sb2S5, Sb2S3, SnS2 y S0.

Traspasar el precipitado con ayuda de unos ml. de HCl 12N a un vaso, calentar ligeramente,filtrar

El precipitado contiene As2S5.

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La solucin puede contener SbCl3 y SnCl4, se diluye la solucin hasta que la concentracinde HCl contenido se aproxime a 2.4N (Nota 2).

Calentar la solucin luego aadir gotas de Na 2S(ac) hasta observar la formacin de unprecipitado. Filtre en caliente.

El precipitado contiene: Sb2S5.

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La solucin final debe ser diluida nuevamente hasta la concentracin de HCl se aproxime a1.2N.

Aadir gotas de Na2S(ac), observe la formacin de un precipitado que corresponde a SnS 2.

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4. DATOS Y OBSERVACIONES:

Grupo II Forma Color Frmula Reactivos usados

Subgrupo

IIB

As3+

Precipitado As2S3 Na2S en HCl

Solucin (NH4)3AsS4 (NH4)2SX

As2S5 Diluir y acidificar con HCl

Precipitado Crema As2S5 HCl + calor

As5+

Precipitado As2S5 Na2S en HCl

Precipitado (NH4)3AsS4 (NH4)2SX

As2S5 Diluir y acidificar con HCl

Precipitado Crema As2S5 HCl + calor

Sb3+

Precipitado Sb2S3 Na2S en HCl

Solucin (NH4)3SbS4 (NH4)2SX

Sb2S3 Diluir y acidificar con HCl

SbCl3 HCl + calor

Precipitado Anaranjado Sb2S5 Diluir 2.4, calor + Na2S

Sb5+

Precipitado Sb2S5 Na2S en HCl

Solucin (NH4)3SbS4 (NH4)2SX

Sb2S5 Diluir y acidificar con HCl

SbCl3 HCl + calor

Precipitado Anaranjado Sb2S5 Diluir 2.4, calor + Na2S

Sn2+ Precipitado SnS Na2S en HCl

Solucin (NH4)2SnS3 (NH4)2SX

SnS2 Diluir y acidificar con HCl

SnCl4 HCl + calor

Diluir 2,4, calor + Na2S

Precipitado Amarillo SnS2 Diluir 1.2, calor + Na2S

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Sn4+

SnS2 Na2S en HCl

(NH4)2SnS3 (NH4)2SX

SnS2 Diluir y acidificar con HCl

SnCl4 HCl + calorDiluir 2,4, calor + Na2S

Precipitado Amarillo SnS2 Diluir 1.2, calor + Na2S

1. REACCIONES

Subgrupo del Cobre

HgCl2(ac) + Na2S(ac) HgS(S) + 2NaCl(ac)

PbCl2(ac) + Na2S(ac) PbS(S) + 2NaCl(ac)

2BiCl3(ac) + 3Na2S(ac) Bi2S3(S)+ 6NaCl(ac)

CuCl2(ac) + Na2S(ac) CuS(S) + 2NaCl(ac)

CdCl2(ac) + Na2S(ac) CdS(S) + 2NaCl(ac)

3PbS(S) + 8HNO3(ac) 3Pb(NO3)2(ac) + 3S(S) + 2NO(g)

+ 4H2O(l)

Bi2S3(S) + 8HNO3(ac) 2Bi(NO3)3(ac) + 3S(S) + 2NO(g) + 4H2O(l)

3CuS(S) + 8HNO3(ac) 3Cu(NO3)2(ac) + 3S(S) + 2NO(g) + 4H2O(l)

3CdS(S) + 8HNO3(ac) 3Cd(NO3)2(ac) + 3S(S) + 2NO(g) + 4H2O(l)

Pb(NO3)2(ac) + H2SO4(ac) PbSO4(S) + 2HNO3(ac)

2Bi(NO3)3(ac) + 3H2SO4(ac) Bi2(SO4)3(ac) + 6HNO3(ac)

Cu(NO3)2(ac) + H2SO4(ac) CuSO4(ac) + 2HNO3(ac)

Cd(NO3)2(ac) + H2SO4(ac) CdSO4(ac) + 2HNO3(ac)

Bi2(SO4)3(ac) + 6NH4OH(ac) 2Bi(OH)3(S) + 3(NH4)2SO4(ac)

CuSO4(ac) + 4NH4OH(ac) Cu(NH3)4SO4(ac) + 4H2O(l)

CdSO4(ac) + 4NH4OH(ac) Cd(NH3)4SO4(ac) + 4H2O(l)

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Cu(NH3)4SO4(ac) + KCN(ac) K3Cu(CN)4 + (NH3)2SO4(ac) + CN

Cd(NH3)4SO4(ac) + KCN(ac) K2Cd(CN)4 + (NH3)2SO4(ac)

K2Cd(CN)4 + Na2S CdS + K2Na2(CN)4

Subgrupo del Arsnico

2AsCl3(ac) + 3Na2S(ac) As2S3(ac) + 6NaCl(ac)

2SbCl5(ac) + 5Na2S(ac) Sb2S5(ac) + 10NaCl(ac)

SnCl2(ac) + Na2S(ac) SnS(ac) + 2NaCl(ac)

SnCl4(ac) + 2Na2S(ac) SnS2(ac) + 4NaCl(ac)

As2S3(ac) + (NH4)2Sx(ac) 2(NH4)3AsS4(ac)

Sb2S5(ac) + (NH4)2Sx(ac) 2(NH4)3SbS4(ac)

SnS(ac) + (NH4)2Sx(ac) (NH4)2SnS3(ac)

SnS2(ac) + (NH4)2Sx(ac) (NH4)2SnS3(ac)

6 N

2(NH4)3AsS4(ac) + 6HCl(ac) 3H2S(ac) + As2S5(S) + 6NH4Cl(ac)

2(NH4)3SbS4(ac)) + 6HCl(ac) 3H2S(ac) + Sb2S5(S) + 6NH4Cl(ac)

(NH4)2SnS3(ac) + 2HCl(ac) H2S(ac) + SnS2(S) + 2NH4Cl(ac)

12N

Sb2S3(S) + 6HCl(ac) 2SbCl3(ac) + 3H2S

SnS2(S) + 4HCl(ac) SnCl4(ac) + 2H2S

2. CONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO:

- Para la obtencin de este grupo de cationes se nota que se hace uso deun importante concepto, lo cual es el efecto salino.

- Es muy importante lograr la precipitacin completa en los diferentespasos, para desarrollar un buen laboratorio.

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Se debe tener en cuenta que los cationes del grupo II en forma de sulfuros en un mediocomn un grupo puede ser soluble y el otro insoluble.

En comparacin con los cationes del grupo I este grupo requiere de una precipitacin

selectiva para su reconocimiento particular.Debido al tiempo corto que tenemos en el laboratorio, debemos venir preparados; ya queeste tipo de laboratorios es necesario ser practico y eficaz durante el laboratorio.

3. RECOMENDACIONES:

Debemos tener cuidado al momento de tener poca solucin, ya que podramos agregarle aguadestilada para poder tener mayor solucin y poder observarla despus de llevarlo a calentarlo.

Se recomienda colocar el papel filtro de forma de un cono, ya que as previo mojado de las

paredes del embudo este se acople a la forma deseada lo cual generara un buen filtrado.

Para la identificacin analtica de los iones en la mezcla se debe proceder sistemticamentepara evitar el precipitado prematuro de iones de un grupo no deseado lo cual no hara ms queentorpecer el anlisis.

4. DESARROLLO DEL CUESTIONARIO:

1. Durante la marcha quimica inicial, se evidencia la presencia de cierto cation qu cationes ese?bajo que forma se presenta?

Observamos una solucin de tonalidad azul que caracteriza al cation Cu ++ y se encuentrapresente bajo la forma de Cu(NH3)4SO4. Se puede explicar segn la siguiente ecuacin:

( )( ) ( )[ ] OHOHSONHCuOHNHSOCuOH

NHSOCuOHOHNHSOCu

2

2

4

2

43442

4

424

2

4

2

8228

222

++++

++++

++

2. Responda:a. Cmo se prepara el (NH4)2SX(ac) (polisulfuro de amonio)?

El polisulfuro de amonio es generado a partir del NH 3OH mediante una corriente dehidrgeno sulfurado. (este hidrgeno sulfurado) es producido mediante sulfuro de fierro mscido sulfrico 9N el cual genera la corriente de H2S.

b. Escriba la ecuacin balanceada correspondiente ala formacin de una thiosal?As2S3 + 3(NH4)2S = 2(NH4)2AsS3

c. Qu se obtiene al acidificar las solucin de las thiosales?

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Al acidificar la solucin de thiosales precipitan los siguientes sulfuros: AsS5, Sb2S5, Sb2S3, SnS2

3. Que diferencia existe entre los precipitados de sulfato de plomo y de hidrxido debismuto?

La diferencia ms palpable ya que por el color no los podemos diferenciar es que el hidrxido debismuto es soluble en cidos mientras que el sulfato de plomo no es soluble en cidos.

4. La solubilidad del CaCO3(carbonato de calcio) es de: 0.0069grs/lt; calcule el Kps (a)(producto de solubilidad termodinmico) en funcin de las actividades de los iones.

CaCO3 Ca++ + CO32-

S S S

Kps = S(S) = S2 = 4.8x10-5gr/lt

Kps(a) = Kpsf x Kps = (fCa++) (f CO32-)Kps

Hallamos la concentracin molar:[ CaCO3] = 4.8x10-5gr/lt x 1mol/100gr = 4.8x10 -7mol/lt

entonces:U = ((4.8x10-7)x 22 + 22 x(4.8x10-7)) = 9.6x10-7 < 0.02

fCa++ = 0.002 f CO32- = 0.002

entonces: Kps(a) = 1.8x10-10

CUESTIONARIO

1.- Hacer un diagrama esquemtico indicando la separacin e identificacin de c/catin.Rpta.

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CATIONES DEL GRUPO II

HgS, PbS, Bi2S2, CdS, (NH4)3AsS, (NH4)3SbS4,


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2.- Escriba las ecuaciones balanceadas de las reacciones efectuadas.Rpta.

3PbS + 8HNO3 3Pb(NO3) 2 + 2NO + 3S + 4H2O

Bi2S2 + 8HNO3 2Bi(NO3) 3 + 2NO + 3S + 4H2O3CuS + 8HNO3 3Cd(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O

Pb(NO3) 2 + H2SO4 PbSO4 + 2HNO32Bi(NO3) 3 + 3H2SO4 Bi2(SO4)3 + 6HNO3

Cd(NO3) 2 + H2SO4 CdSO4 + 2HNO3

Bi2(SO4)3 + 6NH4OH 2Bi(OH)3 + 3(NH4) 2SO4CuSO4 + 4NH4OH [Cu(NO3)4 ]SO4 + 4H2O

(*) CdSO4 + 4NH4OH [Cd(NO3)4 ]SO4 + 4H2O

[Cu(NO3)4 ]SO4 + 4KCN + 4H2O K2[Cd(CN)4 ] + K2SO4 + 4NH4OH

De (*) (CN)2 + 2NH4OH NH4CN + H2O

CdSO4 + Na2S CdS + H2SO4

HCl 12N

As2S5 + 6HCl

As2S5 + 6HCl: no reaccionaHCl 12N Sb2S5 + 6HCl 2SbCl3 + 3H2S + 2S

HCl 12N SnS2 + 4HCl SnCl4 + 2H2S

En HCl 2,4 N Sb2S3

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HgS Pb(NO3), Bi(NO3)3,Cu(NO3)2. Cd(NO3)2

As2S5, Sb2S5, Sb2S3,SnS2, S

PbSO Bi3+

, Cu2+

, As2S5 SbCl3,

Bi(OH [Cu(NH3)2]SO4, Sb2 SnCl4

CdS [Cu(CN)4 SnS


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En HCl 1,2 N SnS3

3.- a)En qu momento de la marcha qumica, se utiliza el KCN (ac)?Rpta.

Se utiliza en la identificacin del cobre y el cadmio (los vuelve complejos); para su mejoranlisis.

b)Qu funcin cumple la KCN (ac) (solucin acuosa de cianuro de potasio)?Rpta.

Cumple la funcin de formar complejos tanto con el cobre [Cu(CN)4]-2 y el cadmio [Cd(CN)4]-2;pues luego con la adicin del Na 2S se observa que slo precipita el cadmio, quedando el cobre en lasolucin.

4) a) Para la precipitacin del grupo II Qu cantidad de Na2S (ac) se debe de emplear?Rpta.En el laboratorio utilizamos 25 gotas de Na 2S ( sulfuro de sodio)

b) Cmo nos damos cuenta de haber utilizado la cantidad adecuada de KCN (ac) ?Rpta.

Fcilmente, ya que antes de verter la solucin de KCN es azulada la solucin y con estelquido se tornar transparente (esto nos indicar la cantidad adecuada).

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5.- a)Cul de las dos sales es ms soluble?, b) Y Cuntas veces es ms soluble?

BIBLIOGRAFA

QUMICA ANALTICA-CUALITATIVA, Vogel, Arthur

SEMICROANLISIS QUMICO CUALITATIVO V. N. Alexeiev

INTERNET, FOLLETOS, CLASE ,ETC.

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