QUÍMICA ANALÍTICAQUÍMICA ANALÍTICAUNIDADES DEL PROGRAMA ANALITICO DE LA UNIDADES DEL PROGRAMA ANALITICO DE LA ASIGNATURA:ASIGNATURA:

1) QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA1) QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA

2) QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA2) QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA

3) METODOS VOLUMETRICOS DE ANALISIS3) METODOS VOLUMETRICOS DE ANALISIS

4) METODOS GRAVIMETRICOS DE ANALISIS4) METODOS GRAVIMETRICOS DE ANALISIS

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍAQUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA (FERNANDO BURRIEL)QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA (FERNANDO BURRIEL)QUÍMICA ANALÍTICA (SKOOG – WEST)QUÍMICA ANALÍTICA (SKOOG – WEST)QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA (RAY BRUMBLAY)QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA (RAY BRUMBLAY)ANÁLISIS CUALITATIVO (R.D. UNDERWOOD)ANÁLISIS CUALITATIVO (R.D. UNDERWOOD)ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO (GILBERT AYRES)ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO (GILBERT AYRES)QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA (FRITZ LENYE H. SCHENK)QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA (FRITZ LENYE H. SCHENK)QUÍMICA ANALÍTICA (KESSHIRV, A.P. YACOSLAVTSEV A.A.)QUÍMICA ANALÍTICA (KESSHIRV, A.P. YACOSLAVTSEV A.A.)

UNIDADUNIDAD I I: QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA: QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA

SUMARIO:SUMARIO: 1.-Principios Generales.1.-Principios Generales. 2. Introducción al Análisis Cualitativo2. Introducción al Análisis Cualitativo 3. Trabajo Preliminar3. Trabajo Preliminar 4.-Técnicas del análisis Cualitativo (Semimicro) 4.-Técnicas del análisis Cualitativo (Semimicro)

Clasificación de reactivo específico)Clasificación de reactivo específico) 5.-Cristalografía5.-Cristalografía 6.- Guía de Laboratorio6.- Guía de Laboratorio OBJETIVOSOBJETIVOS

- Conocer los principios generales que rigen el análisis cualitativo- Conocer los principios generales que rigen el análisis cualitativo - Analizar las diferentes técnicas que se utilizan en el análisis cualitativo- Analizar las diferentes técnicas que se utilizan en el análisis cualitativo - Analizar los procedimientos de laboratorio en el análisis cualitativo.- Analizar los procedimientos de laboratorio en el análisis cualitativo.

PRINCIPIOS GENERALES:PRINCIPIOS GENERALES:

La química analítica es la ciencia que estudia el conjun-La química analítica es la ciencia que estudia el conjun-

to de principios, leyes y técnicas cuya finalidad es la de-to de principios, leyes y técnicas cuya finalidad es la de-

terminación de la composición química de una muestraterminación de la composición química de una muestra

natural o artificial.natural o artificial.

La química analítica se divide en: La química analítica se divide en: Química analítica cua-

litativa y química analítica cuantitativa. La primera tiene La primera tiene

por objeto el reconocimiento e identificación de los ele-por objeto el reconocimiento e identificación de los ele-

mentos o de los grupos químicos presentes en una mentos o de los grupos químicos presentes en una

muestra cualquiera dada. La segunda, la determinaciónmuestra cualquiera dada. La segunda, la determinación

de las cantidades de los mismos y sus posibles relacio-de las cantidades de los mismos y sus posibles relacio-

nes químicas y estructurales.nes químicas y estructurales.

La química analítica cualitativa, por lo tanto, estudia La química analítica cualitativa, por lo tanto, estudia los medios para poder identificar los componentes los medios para poder identificar los componentes químicos de una muestra.químicos de una muestra.

La química analítica cuantitativa, a su vez indica en La química analítica cuantitativa, a su vez indica en que cantidad se encuentran esos componentes que cantidad se encuentran esos componentes químicos en la muestra.químicos en la muestra.

El análisis químico es técnica, la química analítica es El análisis químico es técnica, la química analítica es ciencia creadora y elaboradora de dicha técnica.ciencia creadora y elaboradora de dicha técnica.

INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS CUALITATIVOINTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS CUALITATIVO Todos los medios analíticos se fundamentan en la Todos los medios analíticos se fundamentan en la

observación de ciertas propiedades de los elementos observación de ciertas propiedades de los elementos o de los grupos químicos que permitan deducir su o de los grupos químicos que permitan deducir su presencia sin ninguna duda. Todas las propiedades presencia sin ninguna duda. Todas las propiedades analíticas que pueden ser observadas por algún analíticas que pueden ser observadas por algún medio tienen su aplicación en análisis. Sin embargo medio tienen su aplicación en análisis. Sin embargo las reacciones químicas, base del análisis clásico, las reacciones químicas, base del análisis clásico, continúan siendo de gran importancia en la continúan siendo de gran importancia en la metodología analítica y constituye la base del análisis. metodología analítica y constituye la base del análisis.

Para que una reacción química sea utilizable en análisis cualitativo es necesario que la reacción pueda observarse con toda claridad y que corresponda al elemento o grupo químico que se investiga de una manera cierta e inequívoca.

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES ANALÍTICA: Las reacciones analíticas se clasifican en:(1) reacciones por vía húmeda; que generalmente tienen lugar entre iones en solución, y (2) reacciones por vía seca, que se verifican entre sólidos. El procedimiento general para la identificación de una sustancia consiste en provocar en la misma un cambio en sus propiedades que se han fácilmente observables y que corresponda con la composición de dicha sustancia. El agente que provoca el cambio se llama reactivo porque reacciona químicamente con el producto que se desea reconocer.

LOS REACTIVOS:LOS REACTIVOS:

puede ser un agente físico, como el calor, la luz, o la puede ser un agente físico, como el calor, la luz, o la electricidad. Comúnmente se conoce como reactivo, electricidad. Comúnmente se conoce como reactivo, un producto químico que al estado sólido (reacción un producto químico que al estado sólido (reacción por vía seca), o bien lo que es más frecuente en por vía seca), o bien lo que es más frecuente en solución acuosa (reacción por vía húmeda), se utiliza solución acuosa (reacción por vía húmeda), se utiliza para reaccionar químicamente con la sustancia objeto para reaccionar químicamente con la sustancia objeto de análisis.de análisis.

En ésta reacción se produce, la aparición de un En ésta reacción se produce, la aparición de un precipitado, el desprendimiento de un gas, una precipitado, el desprendimiento de un gas, una coloración diferente o cualquier otro fenómeno o coloración diferente o cualquier otro fenómeno o transformación suficientemente rápida y observable.transformación suficientemente rápida y observable.

CLASIFICACIÓN DE LOS REACTIVOS:CLASIFICACIÓN DE LOS REACTIVOS:

los reactivos pueden clasificarse en:los reactivos pueden clasificarse en:

(1) generales y (2) especiales(1) generales y (2) especiales

los primeros son comunes a un gran número de los primeros son comunes a un gran número de sustancias y generalmente se emplean para sustancias y generalmente se emplean para separaciones de grupos de sustancias o iones separaciones de grupos de sustancias o iones (generalmente inorgánicos), (generalmente inorgánicos),

mientras que los reactivos especiales actúan sobre mientras que los reactivos especiales actúan sobre muy pocos productos o iones y se utilizan para muy pocos productos o iones y se utilizan para reacciones de identificación o reconocimiento reacciones de identificación o reconocimiento (generalmente son orgánicos). (generalmente son orgánicos).

LOS REACTIVOS ESPECIALES PUEDEN SERLOS REACTIVOS ESPECIALES PUEDEN SER: :

(A) selectivos o (B) específicos, según actúen sobre (A) selectivos o (B) específicos, según actúen sobre un grupo pequeño de sustancia o bien sobre una sola.un grupo pequeño de sustancia o bien sobre una sola.

TÉCNICAS DEL ANÁLISIS CUALITATIVO SEMIMICRO TÉCNICAS DEL ANÁLISIS CUALITATIVO SEMIMICRO (CLASIFICACION REACTIVO ESPECIFICO)(CLASIFICACION REACTIVO ESPECIFICO)

En el campo del análisis cualitativo las diversas En el campo del análisis cualitativo las diversas técnicas empleadas se agrupan en categorías técnicas empleadas se agrupan en categorías sirviendo de base para esta división principalmente el sirviendo de base para esta división principalmente el peso de la sustancia sólida, o el volumen de muestra peso de la sustancia sólida, o el volumen de muestra líquida utilizadas en el análisis. A si se han clasificado líquida utilizadas en el análisis. A si se han clasificado en cinco categorías de trabajo: macro, semimicro, en cinco categorías de trabajo: macro, semimicro, micro, ultra microanálisis y sub-ultramicroanalsis micro, ultra microanálisis y sub-ultramicroanalsis

Las dos primeras escalas macro y semi-micro no Las dos primeras escalas macro y semi-micro no tienen límite riguroso, ni sus técnicas están carentes tienen límite riguroso, ni sus técnicas están carentes de elasticidad. El análisis micro, ultra micro y sub-de elasticidad. El análisis micro, ultra micro y sub-ultra-microanalisis exigen técnicas especiales y ultra-microanalisis exigen técnicas especiales y constituyen una verdadera especialización del análisis constituyen una verdadera especialización del análisis general.general.

Las dos primeras escalas macro y semimicro no Las dos primeras escalas macro y semimicro no tienen límite riguroso, ni sus técnicas están carentes tienen límite riguroso, ni sus técnicas están carentes de elasticidad. El análisis micro, ultra micro y sub-de elasticidad. El análisis micro, ultra micro y sub-ultramicroanalisis exigen técnicas especiales y ultramicroanalisis exigen técnicas especiales y constituyen una verdadera especialización del análisis constituyen una verdadera especialización del análisis general.general.

Trabajando en escala semimicro tiene sus ventajas Trabajando en escala semimicro tiene sus ventajas importantes especialmente en lo concerniente a importantes especialmente en lo concerniente a rapidez, comodidad, limpieza, economía de reactivos rapidez, comodidad, limpieza, economía de reactivos y poca presencia de gases nocivos a la atmósfera.y poca presencia de gases nocivos a la atmósfera.

En la técnica semimicro se utiliza una muestra cuyo En la técnica semimicro se utiliza una muestra cuyo peso es de 0.01g a 0.1g, el volumen empleado es de peso es de 0.01g a 0.1g, el volumen empleado es de 1 a 10 ml y las técnicas utilizadas pueden ser el 1 a 10 ml y las técnicas utilizadas pueden ser el empleo de microfiltros, centrífugas, microtubos y en empleo de microfiltros, centrífugas, microtubos y en sayos frecuentes de identificación a la gota.sayos frecuentes de identificación a la gota.

FiltraciónFiltración:: El procedimiento de filtración en El procedimiento de filtración en embudos y papel es exclusivo de la técnica macro.embudos y papel es exclusivo de la técnica macro.

Centrifugación:Centrifugación: Constituye el procedimiento más Constituye el procedimiento más rápido, cómodo y limpio de separar un precipitado. rápido, cómodo y limpio de separar un precipitado. Se emplean centrífugas de mano o eléctricas para Se emplean centrífugas de mano o eléctricas para dos, cuatro o seis tubos de ensayos o de centrífugas dos, cuatro o seis tubos de ensayos o de centrífugas (microconos), son preferibles los últimos porque su (microconos), son preferibles los últimos porque su fondo cónico permite apreciar mejor los depósitos fondo cónico permite apreciar mejor los depósitos obtenidos y las cualidades del mismo (color, obtenidos y las cualidades del mismo (color, aspectos, etc). Siempre hay que colocar los tubos aspectos, etc). Siempre hay que colocar los tubos con la misma cantidad de líquido y si solo se va a con la misma cantidad de líquido y si solo se va a hacer una filtración colocar un tubo con agua al lado hacer una filtración colocar un tubo con agua al lado opuesto en la centrífuga para que quede nivelada.opuesto en la centrífuga para que quede nivelada.

Calefacción:Calefacción: La calefacción de líquidos en tubos de ensayos La calefacción de líquidos en tubos de ensayos es una operación sencilla, pero que da lugar a numerosos es una operación sencilla, pero que da lugar a numerosos accidentes. El tubo, bien seco externamente debe accidentes. El tubo, bien seco externamente debe introducirse en la llama ligeramente inclinado, cuidando que introducirse en la llama ligeramente inclinado, cuidando que la abertura del mismo quede hacia el sitio opuesto del la abertura del mismo quede hacia el sitio opuesto del operador, mientras se caliente debe de agitarse suavemente operador, mientras se caliente debe de agitarse suavemente a dar vueltas para que todo el líquido se caliente por igual y a dar vueltas para que todo el líquido se caliente por igual y se evite salpicaduras por ebullición rápida.se evite salpicaduras por ebullición rápida.

Evaporación:Evaporación: Para concentrar líquidos o para llevar a Para concentrar líquidos o para llevar a sequedad la sustancia disuelta no debe hacerse a la llama sequedad la sustancia disuelta no debe hacerse a la llama directa en la que se corre el riesgo de salpicaduras, pérdidas directa en la que se corre el riesgo de salpicaduras, pérdidas volatilización o descomposición de productos secos, sino en volatilización o descomposición de productos secos, sino en el baño de aire, de arena o de maría. Puede utilizarse tubos el baño de aire, de arena o de maría. Puede utilizarse tubos de centrífugas pirex por calefacción directa, una vez que se de centrífugas pirex por calefacción directa, una vez que se ha extraído bien el líquido ya sobre-nadante.ha extraído bien el líquido ya sobre-nadante.

Calcinación:Calcinación: Se verifica a la llama directa en crisoles o Se verifica a la llama directa en crisoles o cápsula de porcelana colocada encima de un trípode, cuando cápsula de porcelana colocada encima de un trípode, cuando se retira de la llama se hace con una pinza para cápsula o se retira de la llama se hace con una pinza para cápsula o para crisoles.para crisoles.

Para algunas sustancias como indicio de su Para algunas sustancias como indicio de su composición cualitativa, sirve su volatidad, capacidad composición cualitativa, sirve su volatidad, capacidad de sublimarse o descomponerse al ser calentadas.de sublimarse o descomponerse al ser calentadas.

Ej: al calentar en un tubo de ensayo una mezcla de sal Ej: al calentar en un tubo de ensayo una mezcla de sal mercúrica con carbonato de sodio, tiene lugar la descommercúrica con carbonato de sodio, tiene lugar la descomposición de la sal mercúrica y en las paredes frías del posición de la sal mercúrica y en las paredes frías del tubo de ensayo se forma un espejo grís compuesto detubo de ensayo se forma un espejo grís compuesto degotitas diminutas de mercurio metálico.gotitas diminutas de mercurio metálico. Hg(NOHg(NO33))22 + Na + Na22COCO33 -------- HgCO -------- HgCO33 + 2NaNO + 2NaNO33

HgCOHgCO33 ---------- HgO + CO ---------- HgO + CO2(g)2(g)

2HgO -------- 2Hg2HgO -------- 2Hg(p)(p) + O + O2(g)2(g)

Al análisis por vía seca pertenecen también: ensayo alAl análisis por vía seca pertenecen también: ensayo alcarbón con sopletes, ensayos de coloración a la llama, carbón con sopletes, ensayos de coloración a la llama, ensayos en tubo cerrado y abiertos: Métodos Bunsenensayos en tubo cerrado y abiertos: Métodos Bunsen --

ENSAYOS SOBRE EL CARBÓN:en un trozo apropiado de carbón de madera se hace una pequeña cavidad, en ésta se coloca un poco demuestra en polvo o mezclada con carbón en polvo, o con carbonato sódico anhídro en exceso y se somete ala acción del soplete.1.- Si la sustancia se descompone debido a que des-prende con facilidad O2 al ser calentada, hay nitritos,

cloratos, bromatos, iodatos, percloratos.2.- Si la sustancia da un botón o glóbulo metálico, o

unaaureola de ambas cosas se le agrega carbonato sódico: si se torna blanco muy volátil hay As.Si se pone amarillo en caliente y blanco en frío hay

“Zn”.

Si se torna rojizo: Cd.Si se torna rojizo: Cd.

Si da un botón quebradizo gris con aureola Si da un botón quebradizo gris con aureola blanca azul:Sbblanca azul:Sb

Si da un botón quebradizo, gris con aureola amarillaSi da un botón quebradizo, gris con aureola amarilla

anaranjada: “B”anaranjada: “B”

Si da un botón maleable gris, pero que tizna el papel Si da un botón maleable gris, pero que tizna el papel

aureola amarillo Pb.aureola amarillo Pb.

OBJETO Y PROPÓSITO DE LA QCA. ANALÍTICA:OBJETO Y PROPÓSITO DE LA QCA. ANALÍTICA:nnoo solo se dedica a los métodos del análisis de la composición de solo se dedica a los métodos del análisis de la composición de

la sustancia a analizar, sino que también a los de investigaciónla sustancia a analizar, sino que también a los de investigación

química multilateral de las sustancias que nos rodean.química multilateral de las sustancias que nos rodean.

LA QUÍMICA ANALÍTICA NOS PERMITE:LA QUÍMICA ANALÍTICA NOS PERMITE:

1.- establecer si la sustancia dada tiene origen orgánico o inorgá-1.- establecer si la sustancia dada tiene origen orgánico o inorgá-

nico.nico.

2.- Establecer las formas en que se encuentran los componentes2.- Establecer las formas en que se encuentran los componentes

individuales en el objeto dado Ej: presencia de Sindividuales en el objeto dado Ej: presencia de Soo S S-2-2

3.- determinar la composición y el contenido del 3.- determinar la composición y el contenido del componente principal (Ej: del oro en una pepita) y de componente principal (Ej: del oro en una pepita) y de unas impurezas (Ej) del Cu, y da Ag en la muestra de unas impurezas (Ej) del Cu, y da Ag en la muestra de oro.oro.

La reacciones químicas son la base del análisis clásico,La reacciones químicas son la base del análisis clásico, continúan teniendo gran importancia. continúan teniendo gran importancia. Pej: para descubrir el “S” en el FeS (II), a la muestraPej: para descubrir el “S” en el FeS (II), a la muestra problema se le añade HCl. Entonces el FeS se descom-problema se le añade HCl. Entonces el FeS se descom-

pone, se percibe un olor de Hpone, se percibe un olor de H22SS

FeS + 2HCL ------ FeClFeS + 2HCL ------ FeCl22 + H + H22SS(g)(g)

Sobre la presencia de los iones Fe(II) en la d-son Sobre la presencia de los iones Fe(II) en la d-son obteni-obteni-

da de FeCl2, se juzga por la formación de un pp azul deda de FeCl2, se juzga por la formación de un pp azul de

FeFe33[Fe(CN)[Fe(CN)66]]22 que se forma al añadir hexacianuro ferra- que se forma al añadir hexacianuro ferra-

to (II) de potasio Kto (II) de potasio K44[Fe(CN)[Fe(CN)66]]

UNIDAD IUNIDAD I: : QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVAQUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVA

SUMARIO:SUMARIO:

1-. Química Analítica de los Cationes1-. Química Analítica de los Cationes

2-. Clasificación Analítica de los Cationes2-. Clasificación Analítica de los Cationes

3-. Clasificación Analítica de los Cationes de los Grupos 3-. Clasificación Analítica de los Cationes de los Grupos I y III y II

OBJETIVOS:OBJETIVOS:-Conocer la quimica analítica de los cationes de los -Conocer la quimica analítica de los cationes de los

diferentes gruposdiferentes grupos

-Caracterizar las reglas de solubilidad en base a los -Caracterizar las reglas de solubilidad en base a los grupos de cationesgrupos de cationes

- Analizar la clasificación analítica de los cationes.- Analizar la clasificación analítica de los cationes.

LA QUÍMICA ANALITICA DE LOS CATIONES.LA QUÍMICA ANALITICA DE LOS CATIONES. El estudio deEl estudio de la química analítica de los cationes o de la química analítica de los cationes o de

los aniones, comprende lo siguiente:los aniones, comprende lo siguiente: a. Estudio de los reactivos generales.a. Estudio de los reactivos generales. b. Estudio de las propiedades Redox.b. Estudio de las propiedades Redox. .. c. Descripción de los iónes con exposición de sus c. Descripción de los iónes con exposición de sus

caracteres analíticos, y de la acción de los Reactivos caracteres analíticos, y de la acción de los Reactivos generales y especiales.generales y especiales.

d. Iniciación del: análisis de los iones y preparación d. Iniciación del: análisis de los iones y preparación de las soluciones para aplicar la marcha Sistemática.de las soluciones para aplicar la marcha Sistemática.

e. Exposición de las marchas analíticas sistemáticas.e. Exposición de las marchas analíticas sistemáticas.

Reactivos GeneralesReactivos Generales:: Son aquellos que reaccionan con un gran número de Son aquellos que reaccionan con un gran número de ionesiones, ,

careciendo por lo tanto de selectividad, se utilizan en ensayo careciendo por lo tanto de selectividad, se utilizan en ensayo de identificación o en reconocimientos directos. de identificación o en reconocimientos directos.

CLASIFICACION ANALÍTICA DE LOS CATIONESCLASIFICACION ANALÍTICA DE LOS CATIONES

Por su comportamiento respecto a los reactivos Por su comportamiento respecto a los reactivos generales utilizados en la marcha analítica, a generales utilizados en la marcha analítica, a saber: HCl,, Hsaber: HCl,, H22S, NHS, NH44OH, NHOH, NH44Cl, (NH4)Cl, (NH4)22S,S,( NH4)( NH4)22COCO33, empleados según este orden, se , empleados según este orden, se clasifican los cationes en cinco grupos.clasifican los cationes en cinco grupos.

Grupo IGrupo I:: Comprende los cationes cuyos cloruros Comprende los cationes cuyos cloruros son insolubles en ácidos diluidos: Precipitan con son insolubles en ácidos diluidos: Precipitan con el HCl. Son: Agel HCl. Son: Ag++, Pb, Pb2+2+, Hg, Hg22

2+2+, Tl, Tl++, (W, (W6+6+, Nb, Nb5+5+, , TaTa5+5+), los tres últimos no precipitan cloruros ), los tres últimos no precipitan cloruros insolubles, si no óxidos más o menos insolubles, si no óxidos más o menos hidratados, insolubles en medio ácido.hidratados, insolubles en medio ácido.

► Grupo IIGrupo II:: Integra aquellos cationes cuyos Integra aquellos cationes cuyos sulfuros son insolubles en los ácidos diluidos. sulfuros son insolubles en los ácidos diluidos. Precipitan por el H2S en dicho medio ácido. Precipitan por el H2S en dicho medio ácido. Este grupo se divide en dos subgrupos: El IIA, Este grupo se divide en dos subgrupos: El IIA, formado por los cationes cuyos sulfuros no son formado por los cationes cuyos sulfuros no son solubles en los sulfuros alcalinos o en los álcalis solubles en los sulfuros alcalinos o en los álcalis cáusticos, y el IIB, constituidos por los cationes cáusticos, y el IIB, constituidos por los cationes cuyos sulfuros se disuelven en los reactivos cuyos sulfuros se disuelven en los reactivos indicados para formar tiosales:indicados para formar tiosales:

► Subgrupo IIASubgrupo IIA: Hg: Hg2+2+, Pb, Pb2+2+, Bi, Bi3+3+, Cu, Cu2+2+, Cd, Cd2+2+, Pd, Pd2+2+

► Subgrupo IIBSubgrupo IIB: As: As3+3+, As, As5+5+, Sb, Sb3+3+, Sb, Sb5+5+, Sn, Sn2+2+, Sn, Sn4+4+, , MoMo5+5+, Pt, Pt4+4+, Au, Au3+3+, Ge, Ge4+4+, (Se, (Se4+4+, Te, Te4+4+), el hecho de ), el hecho de que el Pbque el Pb2+2+, figure en los grupos I y II obedece , figure en los grupos I y II obedece a que su precipitación como cloruro no puede a que su precipitación como cloruro no puede ser total y hay que prever su presencia en el ser total y hay que prever su presencia en el grupo II.grupo II.

Pasos en un análisisPasos en un análisis Un análisis químico consta de cuatro pasos principales:Un análisis químico consta de cuatro pasos principales:1.-Muestreo; esto es, seleccionar una muestra 1.-Muestreo; esto es, seleccionar una muestra

representativa del material que va a ser analizado; representativa del material que va a ser analizado; 2.-Conversión del analito a una forma adecuada para la 2.-Conversión del analito a una forma adecuada para la

medición medición 3.-Medición y 3.-Medición y 4.- Cálculo e interpretación de las mediciones.4.- Cálculo e interpretación de las mediciones. Además de los pasos arriba mencionados, se pueden Además de los pasos arriba mencionados, se pueden

requerir otras operaciones. requerir otras operaciones. Si la muestra es un sólidoSi la muestra es un sólido, , puede ser necesario puede ser necesario secarla antes de realizar el secarla antes de realizar el análisis.análisis. Los sólidos también necesitan ser disueltos Los sólidos también necesitan ser disueltos en un disolvente adecuado antes de la medición. Y en un disolvente adecuado antes de la medición. Y debe hacerse una medición precisa del peso de la debe hacerse una medición precisa del peso de la muestra (del volumen si se trata de un gas), ya que muestra (del volumen si se trata de un gas), ya que los resultados analíticos se reportan por lo general, en los resultados analíticos se reportan por lo general, en términos relativos; por ejemplo, el número de gramos términos relativos; por ejemplo, el número de gramos de analito por 100 g de muestra (por ciento en peso).de analito por 100 g de muestra (por ciento en peso).

MUESTREO DE SÓLIDOS:MUESTREO DE SÓLIDOS: El primer paso en el procedimiento de muestreo es

seleccionar una gran porción del material a muestrear, la cual, aunque no es homogénea, representa la composición promedio de toda la masa.

Después de que se ha seleccionado la muestra, ésta se muele o tritura, se mezcla sistemáticamente y se reduce de tamaño.

Es probable que en el laboratorio se haga una molienda posterior de la muestra, utilizando un mortero. Muchas veces es necesario moler la muestra hasta que pase por un tamiz de cierta medida. Se espera que la muestra final de laboratorio, como de 1 g, sea representativa de la muestra gruesa. Los datos analíticos obtenidos solamente serán buenos si se ha tenido cuidado en el procedimiento de muestreo.

MUESTREO DE LÍQUIDOSMUESTREO DE LÍQUIDOS

Si el líquido que va a ser analizado es homogéneo, Si el líquido que va a ser analizado es homogéneo, el procedimiento de muestreo es fácil. El proceso el procedimiento de muestreo es fácil. El proceso es mucho más difícil si el líquido es heterogéneo. es mucho más difícil si el líquido es heterogéneo. En el caso de un líquido que circula, digamos, en En el caso de un líquido que circula, digamos, en un sistema de tubería, muchas veces las muestras un sistema de tubería, muchas veces las muestras se toman en diferentes puntos del sistema.se toman en diferentes puntos del sistema.

En un lago o en un río, las muestras se pueden En un lago o en un río, las muestras se pueden tomar en varios sitios y a diferentes tomar en varios sitios y a diferentes profundidades. Algunas veces, puede ser que el profundidades. Algunas veces, puede ser que el analista no desee tener una muestra promedio de analista no desee tener una muestra promedio de todo el sistema líquido. Por ejemplo, al probar la todo el sistema líquido. Por ejemplo, al probar la purificación de un río contaminado con aguas purificación de un río contaminado con aguas fecales, las muestras pueden tomarse en cierto fecales, las muestras pueden tomarse en cierto número de lugares corriente abajo de la número de lugares corriente abajo de la desembocadura de la alcantarilla.desembocadura de la alcantarilla.

Los aparatos conocidos como Los aparatos conocidos como muestreadores de muestreadores de ganchogancho pueden utilizarse para recolectar muestras de pueden utilizarse para recolectar muestras de grandes cantidades de agua a diversas grandes cantidades de agua a diversas profundidades. profundidades.

Tal aparato consiste en una botella para la muestra, Tal aparato consiste en una botella para la muestra, que está dentro de un recipiente de metal lo que está dentro de un recipiente de metal lo suficientemente pesado para llevar la botella vacía suficientemente pesado para llevar la botella vacía hasta la profundidad deseada. La botella está cerrada hasta la profundidad deseada. La botella está cerrada con un tapón que tiene una cuerda unida a él y que es con un tapón que tiene una cuerda unida a él y que es sostenida por la persona que está tomando la sostenida por la persona que está tomando la muestra. El aparato se baja hasta la profundidad muestra. El aparato se baja hasta la profundidad deseada, se jala el tapón y la botella se llena. El deseada, se jala el tapón y la botella se llena. El muestreador puede tener una válvula de flotador que muestreador puede tener una válvula de flotador que cierra la botella en forma automática después de que cierra la botella en forma automática después de que se ha llenado.se ha llenado.

MUESTREO DE GASES:MUESTREO DE GASES: En la recolección de una muestra atmosférica para análisis, En la recolección de una muestra atmosférica para análisis,

son factores importantes son factores importantes el volumenel volumen tomado y tomado y la velocidadla velocidad y y duración del muestreoduración del muestreo. El aire se pasa a través de una serie . El aire se pasa a través de una serie de filtros finos para aislar las partículas de material y a de filtros finos para aislar las partículas de material y a través de una columna llena de solución en donde ocurre través de una columna llena de solución en donde ocurre una reacción química que atrapa al componente deseado. una reacción química que atrapa al componente deseado. Después de que el material particulado se han recolectado Después de que el material particulado se han recolectado en el filtro, pueden determinarse por análisis químico o por en el filtro, pueden determinarse por análisis químico o por pesada.pesada.

DISOLUCIÓN DISOLUCIÓN DE LA MUESTRA:DE LA MUESTRA: Muchas de las muestras analizadas al iniciar el primer curso Muchas de las muestras analizadas al iniciar el primer curso

de análisis cuantitativo son solubles en agua. Sin embargo, de análisis cuantitativo son solubles en agua. Sin embargo, los materiales que se encuentran en forma natural, como los los materiales que se encuentran en forma natural, como los minerales y productos metálicos (aleaciones, por ejemplo) minerales y productos metálicos (aleaciones, por ejemplo) deben recibir tratamientos especiales para efectuar su deben recibir tratamientos especiales para efectuar su disolución. Aunque cada material puede presentar un disolución. Aunque cada material puede presentar un problema específico, los dos métodos más comunes que se problema específico, los dos métodos más comunes que se utilizan para disolver muestras son: (1) tratamiento con utilizan para disolver muestras son: (1) tratamiento con ácido clorhídrico, nítrico, sulfúrico o perclórico; y (2) fusión ácido clorhídrico, nítrico, sulfúrico o perclórico; y (2) fusión en un fundente ácido o básico seguida de un tratamiento en un fundente ácido o básico seguida de un tratamiento con agua o con un ácido.con agua o con un ácido.

ANÁLISIS CUALITATIVO:ANÁLISIS CUALITATIVO: El objeto del análisis cualitativo es El objeto del análisis cualitativo es identificar identificar

cada especie química de una mezclacada especie química de una mezcla sin sin preocuparnos demasiado de las cantidades preocuparnos demasiado de las cantidades relativas de las diferentes especies. En relativas de las diferentes especies. En particular, veremos el análisis cualitativo de particular, veremos el análisis cualitativo de cationes en disolución.cationes en disolución.

El método que se estudia en esta Unidad se El método que se estudia en esta Unidad se basa en las reacciones químicas. Estas basa en las reacciones químicas. Estas reacciones se incluyen en un esquema estándar reacciones se incluyen en un esquema estándar de análisis, diseñado para analizar en de análisis, diseñado para analizar en disolución acuosa alrededor de 20 cationes de disolución acuosa alrededor de 20 cationes de los mas frecuentes. Una ventaja de este los mas frecuentes. Una ventaja de este método consiste en que ilustra y refuerza los método consiste en que ilustra y refuerza los principios de la química de las disoluciones principios de la química de las disoluciones estudiados anteriormente.estudiados anteriormente.

Asimismo, veremos como se pueden separar los Asimismo, veremos como se pueden separar los cationes en cuatro grupos diferentes, cada uno de los cationes en cuatro grupos diferentes, cada uno de los cuales contiene entre tres y siete iones. Después, cuales contiene entre tres y siete iones. Después, consideramos con algún detalle el análisis del grupo I consideramos con algún detalle el análisis del grupo I (iones Ag+, Pb(iones Ag+, Pb2+2+ y Hg y Hg22 2 +2 +). Y II ( ). Y II ( CuCu2+2+, Bi, Bi3+3+, Hg, Hg2+2+, ,

CdCd2+2+,Sn,Sn4+4+,Sb,Sb3+3+). ). Posteriormente, veremos las Posteriormente, veremos las diferentes clases de reacción usadas en análisis diferentes clases de reacción usadas en análisis cualitativo y las ecuaciones escritas que las cualitativo y las ecuaciones escritas que las representan. representan.

ANALISIS DE CATIONES. GENERALIDADES ANALISIS DE CATIONES. GENERALIDADES

Los metales cuyos cationes se incluyen ordinariamente Los metales cuyos cationes se incluyen ordinariamente en el esquema del análisis cualitativo se muestran a en el esquema del análisis cualitativo se muestran a continuación:continuación:

Metales del grupo principal (Na, K, Mg, Ca, Ba, Al);Metales del grupo principal (Na, K, Mg, Ca, Ba, Al);

Metales de transición (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Metales de transición (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Cd; Hg);Cd; Hg);

Metales de pos-transicion (Sn, Pb; Sb, Bi).Metales de pos-transicion (Sn, Pb; Sb, Bi). Otros metales se omiten corrientemente porque son Otros metales se omiten corrientemente porque son

tóxicos (As, Tl), muy caros (Au, Pt) o relativamente tóxicos (As, Tl), muy caros (Au, Pt) o relativamente raros (Li, Rb, Sr, Ga, etc.).raros (Li, Rb, Sr, Ga, etc.).

El análisis de cationes en una mezcla requiere El análisis de cationes en una mezcla requiere una aproximación sistemática. De modo una aproximación sistemática. De modo general, el procedimiento consiste en eliminar general, el procedimiento consiste en eliminar grupos sucesivos de cationes de la disolución grupos sucesivos de cationes de la disolución por precipitación.por precipitación.

La concentración de los reactivos y el pH de las La concentración de los reactivos y el pH de las disoluciones se ajusta de tal forma que solo un disoluciones se ajusta de tal forma que solo un grupo de cationes se vea afectado por un agente grupo de cationes se vea afectado por un agente precipitante dado. El grupo precipitado se separa de precipitante dado. El grupo precipitado se separa de la disolución por centrifugación y posterior vertido la disolución por centrifugación y posterior vertido de la disolución se separa del sólido. Dentro de un de la disolución se separa del sólido. Dentro de un grupo dado, los cationes se separan y se identifican grupo dado, los cationes se separan y se identifican mediante reacciones químicas selectivas.mediante reacciones químicas selectivas.

Grupo I: AgGrupo I: Ag++, Pb, Pb2+2+,Hg,Hg22 2+2+

Estos iones son incoloros. Los iones AgEstos iones son incoloros. Los iones Ag++ y Pb y Pb2+2+ son son los únicos que forman la plata y plomo. El ion los únicos que forman la plata y plomo. El ion

HgHg222+2+ es uno de los dos iones que forman el es uno de los dos iones que forman el

mercurio. Tiene una estructura poco frecuente, hay mercurio. Tiene una estructura poco frecuente, hay una enlace covalente entre los dos átomos de una enlace covalente entre los dos átomos de mercurio.mercurio.

(Hg :Hg)(Hg :Hg)2+2+

Las sales que contiene este cation tienen formulas tales Las sales que contiene este cation tienen formulas tales como Hgcomo Hg22(NO(NO33))22 y Hg y Hg22ClCl22..

GrupoGrupo Cationes Cationes Agente precipitante/Condiciones Agente precipitante/Condiciones I AgI Ag++, Pb, Pb2+2+,Hg,Hg22 2+ 2+ HCl 6M HCl 6M

II II CuCu2+2+, Bi, Bi3+3+, Hg, Hg2+2+, Cd, Cd2+2+,Sn,Sn4+4+, Sb, Sb3+3+. . HH22S 0,1 M a pH 0.,5S 0,1 M a pH 0.,5 III AlIII Al3+3+, Cr, Cr3+3+, Co, Co2+2+, Fe, Fe2+2+, Mn, Mn2+2+, Ni, Ni2+2+, Zn, Zn2+2+HH22S 0,1 M a pH 9S 0,1 M a pH 9 IV BaIV Ba2+2+, Ca, Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, Na, Na++, K, K++, NH, NH4+4+(NH(NH44))22COCO33 0,2 M a pH 9,5 0,2 M a pH 9,5

No precipitan con sodio, potasio y amonio; pruebas No precipitan con sodio, potasio y amonio; pruebas separadasseparadas

Los tres iones del grupo I son únicos entre los Los tres iones del grupo I son únicos entre los cationes ordinarios en un sentido, forman cloruros cationes ordinarios en un sentido, forman cloruros insolubles. De aquí que pueden separarse de otros insolubles. De aquí que pueden separarse de otros cationes añadiendo HCl 6M.cationes añadiendo HCl 6M.

Los cationes del grupo I precipitan en forma de Los cationes del grupo I precipitan en forma de cloruros blancos: AgCl, PbClcloruros blancos: AgCl, PbCl22 y Hg y Hg22ClCl22. Estos sólidos . Estos sólidos se pueden separar por centrifugación, quedando se pueden separar por centrifugación, quedando una disolución que puede contener cationes de los una disolución que puede contener cationes de los grupos II, III y IVgrupos II, III y IV

Grupo II:Grupo II: CuCu2+2+, Bi, Bi3+3+, Hg, Hg2+2+, Cd, Cd2+2+,Sn,Sn4+4+, Sb, Sb3+3+.. De estos cationes, solo el CuDe estos cationes, solo el Cu2+2+ tiene color. Las tiene color. Las

disoluciones diluidas de las sales de cobre (II) tienen disoluciones diluidas de las sales de cobre (II) tienen con frecuencia color azul claro, el color del ion con frecuencia color azul claro, el color del ion complejo Cu(Hcomplejo Cu(H220)0)44

2+.2+. De los otros cationes del grupo, De los otros cationes del grupo,

ninguno tiene orbitales d parcialmente llenos. Así, no ninguno tiene orbitales d parcialmente llenos. Así, no sorprende que Bisorprende que Bi3+3+, Hg, Hg2+2+, Cd, Cd2+2+, Sn, Sn2+2+ y Sb y Sb3+3+ tiendan a tiendan a formar sales blancas, que se disuelven dando formar sales blancas, que se disuelven dando disoluciones incoloras.disoluciones incoloras.

Para separar los iones del grupo II de los grupos III y Para separar los iones del grupo II de los grupos III y IV, se empieza por ajustar la concentración de iones IV, se empieza por ajustar la concentración de iones HH++ a 0.3M (pH =0.5). Después, se satura la disolución a 0.3M (pH =0.5). Después, se satura la disolución con sulfuro de hidrogeno, un gas tóxico y maloliente. con sulfuro de hidrogeno, un gas tóxico y maloliente. Con una concentración del ion HCon una concentración del ion H++ relativamente relativamente grande, el equilibrio: grande, el equilibrio: HH22S S (ac)(ac) == 2H == 2H++ (ac)(ac) + S + S2-2-

(ac(ac))

HH22S S (ac)(ac) == 2H == 2H++ (ac)(ac) + S + S2-2-(ac(ac))

Se desplaza bastante hacia la izquierda. La Se desplaza bastante hacia la izquierda. La concentración de Sconcentración de S2-2- es muy baja, es muy baja, aproximadamente 10aproximadamente 10-20-20 M. No obstante, es M. No obstante, es suficiente para precipitar los sulfuros muy suficiente para precipitar los sulfuros muy insolubles de los cationes del grupo II, tales como insolubles de los cationes del grupo II, tales como el CuS (Ks = 1x 10el CuS (Ks = 1x 10-35-35). Varios de estos sulfuros ). Varios de estos sulfuros poseen colores característicos. Observando el poseen colores característicos. Observando el color del precipitado del grupo II y el del la color del precipitado del grupo II y el del la disolución original, con frecuencia se puede disolución original, con frecuencia se puede deducir que iones están presentes.deducir que iones están presentes.

Grupo III:Grupo III: AlAl3+3+, Cr, Cr3+3+, Co, Co2+2+, Fe, Fe2+2+, Mn, Mn2+2+, Ni, Ni2+2+, , ZnZn2+2+

De los cationes de este grupo, solamente el AlDe los cationes de este grupo, solamente el Al3+3+ y y ZnZn2+2+ son incoloros. Los otros cinco son iones de son incoloros. Los otros cinco son iones de metales de transición con subniveles 3d metales de transición con subniveles 3d incompletos. Las disoluciones que contienen Niincompletos. Las disoluciones que contienen Ni2+2+, , CrCr3+3+ y Co y Co2+2+ suelen tener colores brillantes. El ion suelen tener colores brillantes. El ion Ni(HNi(H22O)O)66

2+2+ proporciona un color característico a las proporciona un color característico a las disoluciones de las sales de níquel (II). disoluciones de las sales de níquel (II).

Las disoluciones que contienen cromo (III) y cobalto Las disoluciones que contienen cromo (III) y cobalto (II) puede tener colores diferentes, dependiendo de la (II) puede tener colores diferentes, dependiendo de la naturaleza del ion complejo que este presente:naturaleza del ion complejo que este presente:

Cr(HCr(H22O)O)663+3+ Cr(H Cr(H22O)O)55ClCl2+2+ Co(H Co(H22O)O)66ClCl2+2+ CoCl CoCl442-2-

Púrpura verde rojo azulPúrpura verde rojo azul Los cationes del grupo III forman sulfuros más solubles Los cationes del grupo III forman sulfuros más solubles

que los del grupo II. Por ello no precipitan con la que los del grupo II. Por ello no precipitan con la concentración muy baja de Sconcentración muy baja de S2-2- (10) (10)-20-20 M) presente M) presente para [Hpara [H++]= 0.3 M. Para eliminar los cationes del grupo ]= 0.3 M. Para eliminar los cationes del grupo III de la disolución se reduce la [HIII de la disolución se reduce la [H++] a 10] a 10-9-9 M, M, aproximadamente, y se satura la disolución con Haproximadamente, y se satura la disolución con H22S. S. En estas condiciones, el equilibrioEn estas condiciones, el equilibrio

HH22S S (ac)(ac) == 2H == 2H++ (ac)(ac) + S + S2-2-(ac)(ac)

Se desplaza hacia la derecha. la concentración de SSe desplaza hacia la derecha. la concentración de S2-2- se hace suficientemente grande como para precipitar se hace suficientemente grande como para precipitar CoCo2+2+, Fe, Fe2+2+, Mn, Mn2+2+, Ni, Ni2+2+ y Zn y Zn2+2+ como sulfuros como sulfuros

De estos sulfuros, CoS, FeS, y NiS son negros; MnS, al De estos sulfuros, CoS, FeS, y NiS son negros; MnS, al igual que el propio ion MnNigual que el propio ion MnN2+2+, es rosa pálida. El sulfuro , es rosa pálida. El sulfuro de cinc, ZnS, es el único sulfuro blanco, tanto del grupo de cinc, ZnS, es el único sulfuro blanco, tanto del grupo II como del III.II como del III.

Dos iones del grupo III, AlDos iones del grupo III, Al3+3+ y Cr y Cr3+3+, precipitan como , precipitan como hidróxidos en vez de sulfuros. El hidróxido de aluminio, hidróxidos en vez de sulfuros. El hidróxido de aluminio, Al(OH)Al(OH)33, y el hidróxido crómico, Cr(OH), y el hidróxido crómico, Cr(OH)33 , precipitan en , precipitan en forma de sólidos gelatinosos; el Al(OH)forma de sólidos gelatinosos; el Al(OH)33 es blanco, es blanco, mientras que el Cr(OH)mientras que el Cr(OH)33 es verde. es verde.

Ejemplo Ejemplo

¿Cómo analizaría una disolución que puede contener Ag¿Cómo analizaría una disolución que puede contener Ag++, , SnSn4+4+ y Zn y Zn2+2+, pero no así otros cationes?, pero no así otros cationes?

Solución:Solución: El ion Ag El ion Ag++ está en el grupo I, el Sn está en el grupo I, el Sn4+4+ en el IV en el IV y el Zny el Zn2+2+ en el III. Primero añadimos HCl 6M; si se forma en el III. Primero añadimos HCl 6M; si se forma un precipitado, debe ser AgCl (blanco). Entonces un precipitado, debe ser AgCl (blanco). Entonces ajustamos [Hajustamos [H++] a 0.3 M y saturamos con H] a 0.3 M y saturamos con H22S. Si está S. Si está presente el ion Snpresente el ion Sn4+4+, deberá precipitar como SnS, deberá precipitar como SnS22 (amarillo). Finalmente, ajustamos el pH a 9 y saturamos (amarillo). Finalmente, ajustamos el pH a 9 y saturamos de nuevo con Hde nuevo con H22S; el ZnS; el Zn2+2+ precipitara como ZnS precipitara como ZnS (blanco).(blanco).

EjercicioEjercicio ¿ Cual es el color de la disolución ¿ Cual es el color de la disolución original? Respuesta: Incoloraoriginal? Respuesta: Incolora

Grupo IV:Grupo IV: BaBa2+2+, Ca, Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, Na, Na++, K, K++, NH, NH4+4+

Todos estos cationes son incoloros en disolución. Todos estos cationes son incoloros en disolución. Sus sales son típicamente blancas y, Sus sales son típicamente blancas y, generalmente más solubles que las de los iones generalmente más solubles que las de los iones de los metales de transición. Los cationes del de los metales de transición. Los cationes del grupo IV no forman precipitado con Clgrupo IV no forman precipitado con Cl-- o H o H22S. S. Los cationes de los alcalinotérreos BaLos cationes de los alcalinotérreos Ba2+2+, Ca, Ca2+2+ y y en menor grado, Mgen menor grado, Mg2+2+ precipitan como precipitan como carbonatos en el esquema del análisis carbonatos en el esquema del análisis cualitativo. La disolución precipitante se regula cualitativo. La disolución precipitante se regula con una disolución tampón a pH 9.5 con iones con una disolución tampón a pH 9.5 con iones NHNH4+4+ y moléculas NH y moléculas NH33..

Los tres cationes restantes del grupo IV NaLos tres cationes restantes del grupo IV Na++, K, K++ y NH y NH4+4+ permanecen en disolución, puesto que sus permanecen en disolución, puesto que sus carbonatos son solubles. Estos iones se ensayan carbonatos son solubles. Estos iones se ensayan individualmente. Los ensayos se llevan a cabo en la individualmente. Los ensayos se llevan a cabo en la disolución original, mejor que a partir de lo que han disolución original, mejor que a partir de lo que han sido eliminados los grupos I, II y III. La razón de esto sido eliminados los grupos I, II y III. La razón de esto radica en que los reactivos añadidos a lo largo del radica en que los reactivos añadidos a lo largo del método de separación contiene generalmente iones, método de separación contiene generalmente iones, NaNa++ y NH y NH4+4+..

Los dos iones de los metales alcalinos contienen Los dos iones de los metales alcalinos contienen generalmente, , Nageneralmente, , Na++ y K y K++, se determinan por ensayo a , se determinan por ensayo a la llama. El ion Na+ da un color amarillo intenso. El la llama. El ion Na+ da un color amarillo intenso. El ensayo del Kensayo del K++, (violeta) es mucho más débil. , (violeta) es mucho más débil. Corrientemente se observa a través de una placa de Corrientemente se observa a través de una placa de vidrio azul-cobalto para hacer mínima la interferencia vidrio azul-cobalto para hacer mínima la interferencia del Nadel Na++. .

Para ensayar el NHPara ensayar el NH4+4+ se calienta una pequeña se calienta una pequeña muestra de la disolución original con NaOH 6 M. Una muestra de la disolución original con NaOH 6 M. Una reacción ácido-base tiene lugar entre los iones OHreacción ácido-base tiene lugar entre los iones OH -- y y el ácido débil NHel ácido débil NH4+4+::

NHNH44++

(ac)(ac) + OH + OH-- (ac)(ac) === === NHNH3 (ac) 3 (ac) + H + H22O O

El gas amoniaco puede ser detectado por su olor o El gas amoniaco puede ser detectado por su olor o por sus propiedades básicas. Es el único gas por sus propiedades básicas. Es el único gas corriente que torna azul el papel rojo de tornasol corriente que torna azul el papel rojo de tornasol humedecido.humedecido.

► EjemploEjemplo ► Una disolución puede contener cualquier ion de Una disolución puede contener cualquier ion de

los grupos I a IV. Al añadir HCl 6M no se produce los grupos I a IV. Al añadir HCl 6M no se produce precipitados,. Se ajusta la concentración de Hprecipitados,. Se ajusta la concentración de H++ a 0.3 M y se satura la disolución con H2S: no se a 0.3 M y se satura la disolución con H2S: no se forma ningún precipitado. Sin embargo, cuando forma ningún precipitado. Sin embargo, cuando se reduce la [H+] a 10se reduce la [H+] a 10-9-9 M y se satura de nuevo M y se satura de nuevo la disolución con Hla disolución con H22S, aparece precipitado. S, aparece precipitado.

► Posteriormente se comprueba que este Posteriormente se comprueba que este precipitado es un hidróxido del grupo III. En el precipitado es un hidróxido del grupo III. En el análisis de grupo IV se forma un precipitado al análisis de grupo IV se forma un precipitado al añadir (NHañadir (NH44))22COCO33. ¿que iones deben estar . ¿que iones deben estar presentes en la disolución del presentes en la disolución del

► a) grupo I? b) grupo II? c) grupo III? d) grupo a) grupo I? b) grupo II? c) grupo III? d) grupo IV?IV?

SoluciónSolución Ningún ion del grupo I (hubiese precipitado como Ningún ion del grupo I (hubiese precipitado como

cloruros).cloruros). Ningún ion del grupo II (hubiese precipitado como Ningún ion del grupo II (hubiese precipitado como

sulfuros).sulfuros). AlAl3+3+o Cro Cr3+3+. Estos son los únicos iones del grupo que . Estos son los únicos iones del grupo que

precipitan como hidróxidos en la separación del precipitan como hidróxidos en la separación del grupo. grupo.

No debe estar ningún ion del grupo IV. El precipitado No debe estar ningún ion del grupo IV. El precipitado de carbonato puede ser BaCOde carbonato puede ser BaCO33, CaCO, CaCO33 o MgCO o MgCO33..

ANALISIS DEL GRUPO I:ANALISIS DEL GRUPO I: . Después de la precipitación con HCl, el siguiente paso . Después de la precipitación con HCl, el siguiente paso

del análisis requiere el calentamiento de los sólidos del análisis requiere el calentamiento de los sólidos en agua. El cloruro de plomo, PbClen agua. El cloruro de plomo, PbCl22, es , es considerablemente más soluble que el AgCl o el considerablemente más soluble que el AgCl o el HgHg22ClCl22. Su solubilidad crece con la temperatura hasta . Su solubilidad crece con la temperatura hasta el extremo que se disuelve con razonable facilidad a el extremo que se disuelve con razonable facilidad a 100100 P PC C

PbClPbCl2 (s)2 (s) ====== Pb Pb2+2+ (ac)(ac) + 2Cl + 2Cl-- (ac)(ac)

La disolución se centrifuga rápidamente para separarla La disolución se centrifuga rápidamente para separarla del AgCl y del Hgdel AgCl y del Hg22ClCl22. La presencia del Pb. La presencia del Pb2+2+ en la en la disolución se detecta añadiendo dicromato potasio, disolución se detecta añadiendo dicromato potasio, KK22CrOCrO44. Si hay plomo, se forma un precipitado . Si hay plomo, se forma un precipitado amarillo brillante de cromato de plomo:amarillo brillante de cromato de plomo:

PbPb2+2+ (ac)(ac) + CrO + CrO442-2-(a) === PbCrO(a) === PbCrO4(s) 4(s)

AmarilloAmarillo

Cualquier precipitado que quede después de eliminar Cualquier precipitado que quede después de eliminar el Pbel Pb2+2+ se trata con amoniaco disuelto en agua. Si se trata con amoniaco disuelto en agua. Si hay Hghay Hg22ClCl22, se produce la siguiente reacción con , se produce la siguiente reacción con amoniaco:amoniaco:

HgHg22ClCl2(s)2(s) + 2 NH + 2 NH2 (ac)2 (ac) == HgNH == HgNH2(s)2(s) + Hg + Hg(l)(l) + NH + NH4+(ac)4+(ac) + + ClCl-- blanco negroblanco negro

El precipitado gris formado es una mezcla de El precipitado gris formado es una mezcla de mercurio finamente dividido, que aparece de color mercurio finamente dividido, que aparece de color negro, y HgNHnegro, y HgNH22Cl, que es blanco. Cl, que es blanco.

Al añadir amoniaco, el AgCl pasa a la disolución. Esto Al añadir amoniaco, el AgCl pasa a la disolución. Esto sucede al formarse el ion complejo estalles sucede al formarse el ion complejo estalles Ag(NHAg(NH33))2+2+. Puede considerarse que esta reacción . Puede considerarse que esta reacción ocurre en dos pasos.ocurre en dos pasos. AgClAgCl(s)(s) == Ag == Ag++ (s)(s) + Cl + Cl--

(ac)(ac)

AgAg++(ac)(ac) + 2NH + 2NH3(ac)3(ac) === Ag(NH === Ag(NH33))2+2+ (ac)(ac)

AgClAgCl(s)(s) + 2NH + 2NH3(ac)3(ac) Ag(NH Ag(NH33))44+ + (ac)(ac) + Cl + Cl-- (ac)(ac)

La molécula de NHLa molécula de NH33 y los iones Cl- <<compiten>> por y los iones Cl- <<compiten>> por

los iones Ag+ en cierto sentido. Las moléculas de NHlos iones Ag+ en cierto sentido. Las moléculas de NH33

<<ganan>>, y el AgCl se disuelve.<<ganan>>, y el AgCl se disuelve. La disolución que se forma por medio de la reacción 1 La disolución que se forma por medio de la reacción 1

se separa, centrifugando, de cualquier precipitado de se separa, centrifugando, de cualquier precipitado de HgHg22

2+2+. Se debe entonces ensayar la disolución para . Se debe entonces ensayar la disolución para

decidir la presencia de plata. Para ello añadimos un decidir la presencia de plata. Para ello añadimos un ácido fuerte, HNOácido fuerte, HNO33 6 M. Los iones H 6 M. Los iones H++ del ácido del ácido

destruyen el ion complejo Ag(NHdestruyen el ion complejo Ag(NH33))2+ 2+

Los iones AgLos iones Ag++ liberados se combinan con los iones Cl liberados se combinan con los iones Cl-- ya presentes, y precipita AgCl. De nuevo podemos ya presentes, y precipita AgCl. De nuevo podemos suponer que esto ocurre según una reacción en dos suponer que esto ocurre según una reacción en dos etapas. La primera es una reacción ácido-base en la etapas. La primera es una reacción ácido-base en la que las moléculas de NHque las moléculas de NH33 del ion complejo se del ion complejo se

convierte en NHconvierte en NH44++::

Ag(NHAg(NH33))2+2+(ac)(ac) + 2H + 2H++ (ac)(ac) ==== ==== Ag Ag++

(ac)(ac) + 2NH + 2NH44++

(ac)(ac)

AgAg++ (s)(s) + Cl + Cl--(ac)(ac) ===== ===== AgCl AgCl(s)(s)

Ag(NHAg(NH33))4+4+ (ac)(ac) + 2H + 2H++(ac) (ac) ============ AgCl AgCl(s(s)) + NH + NH44

++(ac)(ac)

Ejemplo:Ejemplo: Una disolución de iones desconocidos del grupo I Una disolución de iones desconocidos del grupo I

da un precipitado blanco con HCl. Al tratarlo con da un precipitado blanco con HCl. Al tratarlo con aguan caliente, da una disolución a la que añade aguan caliente, da una disolución a la que añade KK22CrOCrO44, y se forma un precipitado amarillo. El , y se forma un precipitado amarillo. El precipitado blanco que queda después del precipitado blanco que queda después del tratamiento con agua caliente se disuelve tratamiento con agua caliente se disuelve completamente en NHcompletamente en NH33. ¿Qué iones están . ¿Qué iones están presentes y cuáles ausentes?presentes y cuáles ausentes?

Solución:Solución: Están presentes el Pb Están presentes el Pb2+2+ (el PbCl (el PbCl22 se se disuelve en agua caliente y se precipita con disuelve en agua caliente y se precipita con PbCrOPbCrO44). El Hg). El Hg22

2+2+está ausente (el Hgestá ausente (el Hg22ClCl22 no se no se disolverá en NHdisolverá en NH33). Esta presente el ion ( el AgCl se ). Esta presente el ion ( el AgCl se disolverá en amoníaco).disolverá en amoníaco).

PLAN GENERALPLAN GENERAL1.1. Todos los metales o sales se convierten en sales que Todos los metales o sales se convierten en sales que

sean solubles en agua o en ácido nítrico diluido.sean solubles en agua o en ácido nítrico diluido.

2.2. A una solución de estas sales en ácido nítrico diluido se A una solución de estas sales en ácido nítrico diluido se agrega una solución de ácido clorhídrico par precipitar agrega una solución de ácido clorhídrico par precipitar todos los cationes cuyos cloruros sean insolubles. Estos todos los cationes cuyos cloruros sean insolubles. Estos iones se llaman del Grupo I o iones del grupo de la iones se llaman del Grupo I o iones del grupo de la plata. Los iones precipitados se separan y analizan plata. Los iones precipitados se separan y analizan ulteriormente.ulteriormente.

3.3. A la solución del Grupo I se agregan iones sulfuro para A la solución del Grupo I se agregan iones sulfuro para precipitar todos los iones cuyos dulfuros sean insolubles precipitar todos los iones cuyos dulfuros sean insolubles en ácido diluido.Estos iones se llaman del Grupo II, o en ácido diluido.Estos iones se llaman del Grupo II, o iones del grupo cobre-arsénico. El precipitado se trata a iones del grupo cobre-arsénico. El precipitado se trata a manera de preparar y analizar posteriormente los iones manera de preparar y analizar posteriormente los iones individuales.individuales.

4.4. La solucion que queda después de precipitar el Grupo II La solucion que queda después de precipitar el Grupo II se vuelve alcalina con amoníaco, y se agregan iones se vuelve alcalina con amoníaco, y se agregan iones sulfuro para precipitar los hidroxidos y sulfuros que sulfuro para precipitar los hidroxidos y sulfuros que sean insolubles en solución básica. Estos ioes se llaman sean insolubles en solución básica. Estos ioes se llaman del Grupo III, o iones de grupo aluminio-niquel.Este del Grupo III, o iones de grupo aluminio-niquel.Este precipitado también se trata después para separar y precipitado también se trata después para separar y analizar cada ion.analizar cada ion.

PLAN GENERAL PARA SEPARAR EN GRUPOS LOS IONES METALICOSPLAN GENERAL PARA SEPARAR EN GRUPOS LOS IONES METALICOS(Cationes)(Cationes)

Se agrega HCl/ Se centrigugaSólido Solución

Podría contener todos los otros cationes.Grupo IPbCl2,AgCl2,Hg2Cl2

Solución

Se vuelve 0.5N en HCl. Se agrega ion sulfuro.Se centrifuga.

Grupo IIHgS,PbS,Bi2S3,CuS,CdS,As2S3,SnS2,Sb2S3

Sólido

Podría contener todos los cationes aún no precipitados.Se agrega solución de NH3, ion sulfuro.

Se centrifuga.

P

Podría contener todos los cationes aún no precipitados.Grupo IIIFe(OH)3,Al(OH)3,Cr(OH)3,NiS,CoS,MnS,ZnS

SólidoSolución

Se agrega solución de NH3, NH4Cl, (NH4)2CO3.Se centrifuga.

SoluciónSólido

Grupo IVBaCO3,SrCO3,CaCO3

Podría contener al grupo V.(Mg,K,Na,NH4)

Marcha del Grupo IMarcha del Grupo I

Agregar HCl 6M.Centrifugar

Paso 1

Sólido Solución

PbCl2,AgCl2,Hg2Cl2Puede contener todos los otros iones

metálicos cuyos cloruros son solubles.Agregar agua caliente.

Centrifugar.Paso 2

SólidoSolución

AgCl2,Hg2Cl2 Pb+2 Cl-

Agregar sln de NH3.Centrifugar

Paso 4.

Sólido Solución

Hg,Negro

HgNH2ClBlanco

Ag(NH3)2+ + Cl-

Agregar HNO3Paso 5

AgClBlanco

Dividir

Agregar K2CrO4.

PbCrO4Amarillo

PbSO4

Agregar NH4C2H3O2

Agregar H2SO4

Calentar.

Centrifugar

Descartar

Pb(C2H3O2)2

Agrregar K2CrO4

PbCrO4

Amarillo

Paso 3

Atras

Grupo IGrupo I( Grupo de la Plata)( Grupo de la Plata)

1.1. Paso 1:Paso 1: Si la muestra no está en solución lista para ser analizada, debe Si la muestra no está en solución lista para ser analizada, debe prepararse. prepararse.

Ecuaciones para las reaccionesEcuaciones para las reacciones::

PbPb+2 +2 + 2Cl+ 2Cl-- PbCl PbCl22

HgHg22

+2+2 + 2Cl + 2Cl-- Hg Hg22ClCl

22

AgAg+ + + Cl+ Cl-- AgCl AgCl

Si una gran cantidad d agente precipitante, solución HCl, se agrega Si una gran cantidad d agente precipitante, solución HCl, se agrega en exceso a la nacesaria, ocurre la reacción:en exceso a la nacesaria, ocurre la reacción:

AgCl + AgCl + ClCl-- Ag Cl Ag Cl22 – –

El El Ag ClAg Cl22 –– es soluble y, por consiguiente, no toda la plata se encontrará en el es soluble y, por consiguiente, no toda la plata se encontrará en el precipitado. precipitado.

También se debe hacer notar que el PbClTambién se debe hacer notar que el PbCl22 es algo soluble es algo soluble en agua fría y que sólo precipitará en el Grupo I si en agua fría y que sólo precipitará en el Grupo I si está presente en cantidades relativamente grandes. está presente en cantidades relativamente grandes. La solución del paso I contendrá los iones plomo que La solución del paso I contendrá los iones plomo que aparezcan en el Grupo II, de haber dicho catión.aparezcan en el Grupo II, de haber dicho catión.

•Paso2. Separación del PbCl2 de los precipitados de AgCl y H2Cl2

•Esta separación aprovecha el hecho de que el PbCl2 es mucho más soluble en agua caliente que el AgCl y H2Cl2.

Ecuacion para la reacción:

PbCl2 ===== Pb+2 + 2Cl-

Paso 3. Ensayo para el Plomo.

Ecuaciones para las reacciones:

Pb+2 + CrO4-2 PbCrO4

Pb+2 + SO4-2 PbSO4

PbSO4 + 2C2H3O- Pb(C2H3O2)2 + SO4-2

Pb(C2H3O2)2 + CrO4-2 PbCrO4 + 2C2H3O-

La reacción entre los iones acetato de la solución de acetato de amonio y el sulfato de plomo sólido, se verifica porque el producto acetato de plomo es una sustancia muy ligeramente ionizada. Es tan ligeramente ionizada que una solución 3M de iones acetato, existen en en solución menos iones plomo que los que hay en una solución saturada de sulfato de plomo. Sin embargo, existen en solución suficientes iones de plomo, de manera que cuando se agregan los iones cromato, se rebasa la constante del producto de solubilidad del cromato de plomo y precipita este compuesto. Obviamente, el cromato de plomo es mucho menos soluble que el sulfato de plomo o, de lo contrario, esta prueba no tendría éxito.

Paso 4. Separación del AgCl Y HgPaso 4. Separación del AgCl Y Hg22ClCl22 y Ensaya de la presencia del y Ensaya de la presencia del

mercurio mercurioso.mercurio mercurioso.

El AgCl se separa del HgEl AgCl se separa del Hg22ClCl22, disolviéndolo en solución de , disolviéndolo en solución de

amoníaco parar formar el Ag(NHamoníaco parar formar el Ag(NH33))2+2+, soluble, el cual es un ion , soluble, el cual es un ion

complejo. Al mismo tiempo, el cloruro mercurioso reacciona con complejo. Al mismo tiempo, el cloruro mercurioso reacciona con el NHel NH3+3+ para formar partículas muy pequeñas de Hg (que se para formar partículas muy pequeñas de Hg (que se ven negras) y de Hg(NHven negras) y de Hg(NH22)Cl (blancas). El color negro )Cl (blancas). El color negro

predomina, así que el precipitado se ve de color gris muy predomina, así que el precipitado se ve de color gris muy oscuro o negro. Esta reacción del cloruro mercurioso con el oscuro o negro. Esta reacción del cloruro mercurioso con el amoníaco se conoce como reacción de autooxidación, debido a amoníaco se conoce como reacción de autooxidación, debido a que el Hg2+2 se reducey oxida a sí mismo, produciendo el Hg que el Hg2+2 se reducey oxida a sí mismo, produciendo el Hg metálico y el cloruro amido mercúrico.metálico y el cloruro amido mercúrico.

Ecuaciones para las reacciones:Ecuaciones para las reacciones:

AgCl + 2NHAgCl + 2NH33 Ag(NH Ag(NH33))22+ Cl+ Cl--

HgHg22ClCl22 + 2NH + 2NH33 Hg + HgNH Hg + HgNH22Cl + NHCl + NH4 4 + Cl+ Cl- -

Paso 5. Ensayo para la plata.Paso 5. Ensayo para la plata.

La solución del paso 4 puede contener La solución del paso 4 puede contener Ag(NHAg(NH33))22

++ y Cl y Cl--, junto con una cantidad , junto con una cantidad relativamente grande de amoníaco. relativamente grande de amoníaco.

A la solución se agrega HNOA la solución se agrega HNO33 3M. Se forma precipitado 3M. Se forma precipitado blanco, este es AgCl, lo cual prueba que había plata en blanco, este es AgCl, lo cual prueba que había plata en la muestra. Si no se forma esto indica la ausencia de la muestra. Si no se forma esto indica la ausencia de plata. El precipitado se formará primero en el punto de plata. El precipitado se formará primero en el punto de contacto del ácido con la solución y luego se disolverá contacto del ácido con la solución y luego se disolverá en el resto de la solución de amoníaco. Por en el resto de la solución de amoníaco. Por consiguiente, es necesario continuar con la adición del consiguiente, es necesario continuar con la adición del ácido y la agitación, hasta que la prueba con papel ácido y la agitación, hasta que la prueba con papel tornasol demuestre que toda la solución está ácida.tornasol demuestre que toda la solución está ácida.

Ecuaciones para las reacciones:Ecuaciones para las reacciones:Ag(NHAg(NH33))22

++ + 2H + 2H33OO+ + Ag Ag++ + 2NH + 2NH44 + 2H + 2H22OOAgAg++ + Cl + Cl-- AgCl AgCl

Paso 6. Tratamiento con HCl y HPaso 6. Tratamiento con HCl y H22OO22..

Una solucion preparada para contener unicamente metales del grupo Una solucion preparada para contener unicamente metales del grupo 2, no debe contener ion nitrato alguno. Sin embargo, en un análisis 2, no debe contener ion nitrato alguno. Sin embargo, en un análisis en el que pudieran estar presentes tanto los iones del grupo I como en el que pudieran estar presentes tanto los iones del grupo I como los del grupo II, la solucion de l paso I contendrá iones nitrato. En los del grupo II, la solucion de l paso I contendrá iones nitrato. En medio ácido, los iones nitratos oxidan a los iones sulfuros, medio ácido, los iones nitratos oxidan a los iones sulfuros, produciendo azufre de la manera siguiente: produciendo azufre de la manera siguiente:

8H8H33O+ + 3SO+ + 3S22- - + 2NO+ 2NO33

- - 2NO + 12H 2NO + 12H22O + 3S (blanco o amarillo) O + 3S (blanco o amarillo)

Este azufre contaminaría los azufres precipitados en el grupo II y al Este azufre contaminaría los azufres precipitados en el grupo II y al mismo tiempo el agente precipitante, iones sulfuros, se destruiría mismo tiempo el agente precipitante, iones sulfuros, se destruiría parcialmente si no es forma total. Por consiguiente, el ion nitrato, parcialmente si no es forma total. Por consiguiente, el ion nitrato, de estar presente, se destruye hirviendo la solución del paso 1 con de estar presente, se destruye hirviendo la solución del paso 1 con solución de HCl. Junto con esta, se agrega peroxido de hidrogeno solución de HCl. Junto con esta, se agrega peroxido de hidrogeno para convertir el Sn ( II ), Snpara convertir el Sn ( II ), Sn+2+2, a Sn ( IV), Sn, a Sn ( IV), Sn+4+4. Si se dejara que el . Si se dejara que el estaño permaneciese divalente, en el paso 7 precipitaría en SnS y estaño permaneciese divalente, en el paso 7 precipitaría en SnS y no se disolvería facilmente en sulfuro de amonio en el paso 8. El no se disolvería facilmente en sulfuro de amonio en el paso 8. El SnSSnS22, formado a partir del Sn, formado a partir del Sn+4+4, se disolverá rapidamente con el , se disolverá rapidamente con el tratamiento de sulfuro de amonio en el paso 8.tratamiento de sulfuro de amonio en el paso 8.

Paso 6.Paso 6.

El calentamiento con HCl no sólo destruye los iones nitrato sino El calentamiento con HCl no sólo destruye los iones nitrato sino que también reduce los cromatos, de haberlos, a Crque también reduce los cromatos, de haberlos, a Cr+3+3, para ser , para ser identificado posteriormente en el Grupo III. No obstante los iones identificado posteriormente en el Grupo III. No obstante los iones cloruro no son lo suficientemente fuertes agentes reductores cloruro no son lo suficientemente fuertes agentes reductores para interferir con la oxidación del Sn+2 a Snpara interferir con la oxidación del Sn+2 a Sn+4+4 por efecto de los por efecto de los iones peróxidos provenientes del peróxido de hidrógeno.iones peróxidos provenientes del peróxido de hidrógeno.

Ecuaciones para la reacciones del paso 6:Ecuaciones para la reacciones del paso 6:

La reacción principal es la reducción del nitrato a NO, un gas que se La reacción principal es la reducción del nitrato a NO, un gas que se desprende:desprende:

8H8H33OO+ + + 6Cl+ 6Cl-- + 2NO + 2NO33-- 3Cl 3Cl-- + 2NO + 12H + 2NO + 12H22OO

Si el ion cromato está presente, se reduce así:Si el ion cromato está presente, se reduce así:

16H16H33OO++ + 2CrO + 2CrO44-2-2 + 6Cl + 6Cl-- 2Cr 2Cr+3+3 + 3Cl + 3Cl22 + 24H + 24H22OO

Es esencial que el estaño, si es que lo hay, esté todo al estado Es esencial que el estaño, si es que lo hay, esté todo al estado tetravalente. La oxidación del Sn+2por el peroxido es :tetravalente. La oxidación del Sn+2por el peroxido es :

4H4H33OO+ + + Sn+ Sn+2+2 + O + O22-2-2 + 6Cl + 6Cl- - SnCl SnCl66

-2-2 + 6H + 6H22OO

El peróxido de hidrógeno se descompone lentamente durante la El peróxido de hidrógeno se descompone lentamente durante la ebullición, de manera que no interfiere con las operaciones ebullición, de manera que no interfiere con las operaciones subsecuentes:subsecuentes:

2H2H22OO22 2H 2H22O + OO + O22

Paso 7. Precipitación de los sulfuros del grupo IIPaso 7. Precipitación de los sulfuros del grupo II..

Este procedimiento emplea tioacetamida como fuente de iones Este procedimiento emplea tioacetamida como fuente de iones sulfuros.sulfuros.

Si los iones del grupo III pueden estar presente, este paso debe Si los iones del grupo III pueden estar presente, este paso debe completarse rápidamente. Bajo ninguna circunstancia el precipitado completarse rápidamente. Bajo ninguna circunstancia el precipitado obtenido en esta precipitación debe permanecer más de unos cuantos obtenido en esta precipitación debe permanecer más de unos cuantos minutos en contacto con una solución que puede contener iones del minutos en contacto con una solución que puede contener iones del grupo III. Los sulfuros de Hg y bismuto son especialmente propenso a grupo III. Los sulfuros de Hg y bismuto son especialmente propenso a contaminarse con sulfuros del grupo III, mediante lo que se conoce contaminarse con sulfuros del grupo III, mediante lo que se conoce como posprecipitación. Los sulfuros del grupo II precipitan como posprecipitación. Los sulfuros del grupo II precipitan normalmente, pero en el termino de unos cuantos minutos los sulfuros normalmente, pero en el termino de unos cuantos minutos los sulfuros del grupo III, especialmente el ZnS, de estar presente comienzan a del grupo III, especialmente el ZnS, de estar presente comienzan a desarrollarse sobre la superficie de los sulfuros del grupo II. Se ha desarrollarse sobre la superficie de los sulfuros del grupo II. Se ha demostrado que hasta el 90 por ciento de los iones Zn en solución demostrado que hasta el 90 por ciento de los iones Zn en solución pueden post-precipitar sobre el HgS, sin que la solución en realidad pueden post-precipitar sobre el HgS, sin que la solución en realidad llegue a estar saturada con ZnS. Por consiguiente, es necesario hacer llegue a estar saturada con ZnS. Por consiguiente, es necesario hacer una precipitación y centrifugación presurosa de los sulfuros del grupo II. una precipitación y centrifugación presurosa de los sulfuros del grupo II.

Paso 8. Separación de los subgrupos del arsénico y del Paso 8. Separación de los subgrupos del arsénico y del cobre.cobre.

El reactivo que aquí se utiliza es una solución de El reactivo que aquí se utiliza es una solución de (NH(NH44))22S, con objeto de tener una fuerte concentración S, con objeto de tener una fuerte concentración de iones sulfuros. Una solución concentrada de iones de iones sulfuros. Una solución concentrada de iones oxhidrilos también extraerá los sulfuros del subgrupo oxhidrilos también extraerá los sulfuros del subgrupo del arsénico, separándolos de los sulfuros del del arsénico, separándolos de los sulfuros del subgrupo del cobre. Sin embargo si se usa una subgrupo del cobre. Sin embargo si se usa una solución de hidróxido, junto con la disolución de los solución de hidróxido, junto con la disolución de los sulfuros del subgrupo del arsénico hay cierta sulfuros del subgrupo del arsénico hay cierta disolución de HgS. Por lo general, se considera que el disolución de HgS. Por lo general, se considera que el subgrupo del arsénico del grupo II esta comprendido subgrupo del arsénico del grupo II esta comprendido por los tres siguientes elemento: arsénico, antimonio por los tres siguientes elemento: arsénico, antimonio y estaño. Los otros elementos, todos ellos metales, y estaño. Los otros elementos, todos ellos metales, constituyen el subgrupo del cobre. La separación de constituyen el subgrupo del cobre. La separación de los dos subgrupos esta basada en lo que se conoce los dos subgrupos esta basada en lo que se conoce como naturaleza anfotérica de los óxidos y sulfuros de como naturaleza anfotérica de los óxidos y sulfuros de los elementos del subgrupo de arsénicolos elementos del subgrupo de arsénico

Ecuaciones para las reacciones:Ecuaciones para las reacciones:

Todas se refieren a la formacion de iones Todas se refieren a la formacion de iones negativos: negativos:

AsAs22SS33 + S + S-2-2 2AsS 2AsS22-- metatioarsenito metatioarsenito

SbSb22SS33 + S + S-2-2 2SbS 2SbS22- - metatioantimonito metatioantimonito

SnSSnS22 + S + S-2-2 SnS SnS33-2-2 tritioestannato (IV) tritioestannato (IV)

Paso 9. Separación del Hg de los otros elementos del sub-Paso 9. Separación del Hg de los otros elementos del sub-gurpo del cobregurpo del cobre..

Para efectuar esta separación se aprovecha la gran solubilidad del Para efectuar esta separación se aprovecha la gran solubilidad del HgS en agua. Los otros sulfuros del subgrupo del cobre se HgS en agua. Los otros sulfuros del subgrupo del cobre se disuelven lo suficientemente en agua, a modo de que la disuelven lo suficientemente en agua, a modo de que la concentración de iones sulfuro en una solución saturada de sus concentración de iones sulfuro en una solución saturada de sus sulfuros es lo bastante grande como para que el HNOsulfuros es lo bastante grande como para que el HNO33 3M oxide 3M oxide dichos iones a azufre libre. El HgS se disuelve tan poco (Kps- dichos iones a azufre libre. El HgS se disuelve tan poco (Kps- 1*101*10-54-54) que la oxidación de su ion sulfuro por el HNO) que la oxidación de su ion sulfuro por el HNO33 3M es 3M es extremadamente lenta.extremadamente lenta.

En este punto un precipitado negro se puede considerar como En este punto un precipitado negro se puede considerar como evidencia de que el mercurio probablente está presente en la evidencia de que el mercurio probablente está presente en la muestra, pero esto no es concluyente.muestra, pero esto no es concluyente.

Ecuaciones para las reacciones:Ecuaciones para las reacciones:

PbS PbPbS Pb+2+2 + S + S-2-2

BiBi22SS33 2Bi 2Bi+3+3 + 3S + 3S-2-2

8H8H33OO++ + 2NO + 2NO33-- + 3S + 3S-2-2 3S +2NO + 12H 3S +2NO + 12H22O O

8H8H33OO++ + 8NO + 8NO33-- + 3S + 3S-2-2 3SO 3SO44

-2-2 + 8NO + 12H + 8NO + 12H22OO

2NO2NO33- - + S 3SO+ S 3SO44

-2-2 + 2NO + 2NO

• . EL ANÁLISIS QUIMICO CUANTITATIVO: informa que cantidad de un analito o una especie

química esta contenida en una cantidad dada de muestra.

Estos resultados por lo general se expresan en términos relativos como tanto por ciento, tanto por mil, partes por millón, partes por billón de la muestra dada.

También los resultados se pueden expresar en términos que incluyan el peso del analito o el volumen del mismo por unidad de volumen de la muestra, a si también en términos de fracción molar.

Todos los métodos cuantitativos tanto volumétricos como gravimetritos utilizaran algunas o todas estas formas o maneras de análisis.

• ETAPAS DE UNA ANALISIS QUIMICO:

1º. Definición del problema:

Primero debemos de saber cual es la exactitud requerida para de esta manera elegir el método aç emplear.

2º.Preparación de las muestras para el análisis:

3º.Disolución de la muestra:

4º. Separación de posibles interferencias:

Las interferencias de deben de eliminar para que no interfieran en el desarrollo del análisis químico a aplicar

5º. Terminación del análisis: Tiene como objetivo la medida final que nos indique la cantidad verdadera del analito en la muestra analizada.

CLASIFICACION DE LOS METODOS CUANTITATIVOS DE ANALISIS:

1º.Volumétricos: Medir el volumen de una solución que contenga suficiente

reactivo para que reaccione completamente con el analito.

2º. Gravimetricos: La medida final implica la determinación de la masa del analito

en la muestra

3º. Métodos Electro analíticos: Están basados en la medida de alguna magnitud eléctrica

como voltios, amperios, ohmios y culombios.

4º.Métodos Electro analíticos: Están basados en la medida de alguna magnitud eléctrica

como voltios, amperios, ohmios y culombios.

• EVALUACION DE LOS DATOS ANALITICOS: PRECISION Y EXACTITUD:

En el análisis cuantitativo, los datos están constituidospor medidas de propiedades como peso, volumen den-sidad, lo que implica la realización de medidas.Por lo tanto, después de realizadas, estas medidas, de-de estudiarse su veracidad respecto a la cantidad real de sustancia o a la intensidad verdadera de la propiamedida.Precisión: El termino precisión se usa para describir la

reproductibilidad de una medida. Puede definirse como la concordancia entre los valores numéricos de dos o más mediciones que se han obtenido de idéntica forma.

Ej: tenemos una muestra y encontramos que el % de Cl-

es el 20%, al hacer otro análisis (otros analistas) dan los

siguientes resultados: 18%, 18.01%, 18.03% y 18.02%.

Estos datos son precisos; porque se reproducen y exis-

te concordancia entre las mediciones.

Obs:

Esto quiere decir que una medida va a ser más precisa

cuando hagamos el mayor número de veces esa medi-

ción y que todos los resultados tengan concordancia

entre sí. (Cuanto más cercanos estén varios resultados

entre sí, son más precisos.)

Exactitud:

es la corrección de una medida, o el grado de concordancia (coincidencia) del resultado de una medición con el verdadero valor de la cantidad medida.

Un resultado es tanto más exacto, cuanto más se acer-

ca a su valor verdadero.

Ej: Si en la determinación del Cl- los resultados nos hu-

biesen dado: 19.8%, 19.85%, 19.90%, 19.85% y 19.97%

estos concordarían con el verdadero valor de 20% ya

que todos se acercan a él (verdadero valor). Las medi-

das son exactas.

Cuando no nos dan el valor verdadero, lo estimamos

sacando la media aritmética de todos los resultados.

Si los resultados anteriores nos hubiesen dado: 19.80%,

18.5%, 16%, 22% y 17%, estos resultados no son ni

precisos ni exactos, se descartan.

Aunque el verdadero valor no es la palabra adecuada, sino que sería “el valor más probable” porque la ma-yor parte de los datos del análisis cuantitativo no se ob-tienen contando, sino por medidas, estando estas me-didas sujetas a discrepancia. El verdadero valor, son los números obtenidos contandopersonas u objetos. Ej. No. de páginas de un libro etc.DIFERENCIAS ENTRE EXACTITUD Y PRECISIÓN:*La exactitud implica la comparación del valor medidocon el verdadero valor.*La precisión implica la comparación de un resultadocon el mejor valor de un grupo de resultados (el mejorvalor es sacar la ½ aritmética ya que ésta puede tomar-se como tal)

La precisión y la exactitud de las medidas, se conocen

conjuntamente bajo el nombre de Veracidad de las Me-

didas. __

LA MEDIA (VALOR MEDIO X )

Es la suma de un grupo de resultados divididos entre el

número de esos resultados.

LA MEDIANA:(Mdn)

De un grupo de resultados, es aquel valor alrededor del

cual se distribuyen simetricamente los otros resultados,

siendo la mitad de ellos numericamente mayores y la

otra mitad, numericamente menores.

Ej: 70, 80, 90, 90, 100

Mdn

Cuando la serie contiene un número par de medidas, la

Mdn es el promedio del par central.

70, 80, 90, 100 (80 + 90 = 170 /2 = 85)

85(Mdn)

DESVIACIÓN ABSOLUTA Ó DESVIACIÓN (D):

Se define como el valor absoluto de la diferencia entre

un valor observado (medido) o/y la media aritmética

(valor medido) “M” o la mediana (Mdn), de todas las

medidas: D = |O – M|

Ej: Se analizó el contenido de Ag+ de cuatro aleaciones

de éste metal y se obtuvieron los siguientes resultados

Muestra No. 1 2 3 4

% de Ag+ 16.37 16.29 16.39 16.35

Encontrar la desviación absoluta de la muestra No.2 y 3

Calculando Media = 16.37 + 16.29 +16.39 + 16.35

M = 16.35.

D2 = |16.29 – 16.35| = 0.06

D3 = |16.39 – 16.35| = 0.04

DESVIACIÓN PROMEDIO(d):

Es el promedio de las diferencias entre los resultados

Individuales y la media. Con frecuencia se da como una

medida de la variabilidad de los artículos científicos.

(Es el promedio de todas las desviaciones absolutas)

d = lxi – Medial

n

Ej: Encuentre la desviación promedio del ejemplo ante-

rior.

D1 = l16.37 – 16.35l = 0.02

D2 = l16.29 – 16.35l = 0.06 d = 0.02+0.06+0.04+0.00

D3 = l16.39 – 16.35l = 0.04 4

D4 = |16.35 – 16.35| = 0.00 d = 0.03

DESVIACIÓN RELATIVA Dr:

Es la relación que existe entre el valor de la desviación

absoluta(D) y la media arirmética (M) o valor medio, y

puede expresarse en forma de fracción D/M o en tanto

por ciento (D/M) x 100 o en partes por mil (D/M)x 1000

En el Ej. anterior dr = 0.03 x 1000 = 1.8 o/ooo

16.35

En la mayor parte de las medidas del análisis cuantitati-

vo, las desviaciones deben ser pequeñas y se expresan

mejor en partes por mil (o/oo)

INTÉRVALO (O RECORRIDO): W o R

Es una serie de datos, es también una medida de la pre-

cisión y es simplemente la diferencia numérica entre el

resultado mayor o menor.

También puede expresarse en términos relativos. En el

Ej anterior el intervalo sería:

R = 16.39 – 16.29 = 0.1

El intervalo relativo sería: 0.1 x 100 = 0.61%

16.35

Ó 0.1/16.35 x 1000 = 6.11 o/oo

DESVIACIÓN ESTÁNDAR (O TÍPICA):

Es la distancia de la media al punto de inflexión de la c

curva de distribución normal. Es mucho más significativa

que la desviación promedio (d) Es igual a

S =

1)( 2

nXmXi