PRACTICA N05DETERMINACION CUALITATIVA DEL GRUPO II. OBJETIVO Determinar en forma cualitativa los cationes del grupo I.II. FUNDAMENTO TEORICO

Determinacin cualitativa del grupo I

Marcha analtica: proceso de identificacin de iones inorgnicos en una disolucin en los cuales se produce formacin de complejos usuales de color nico y caracterstico.Precipitado: es la sustancia solida visible que se forma al combinar varias sustancias.Iones complejos: est compuesto por un catin con otros iones o molculas.Efecto ion complejo: desplazamiento de un equilibrio inico cuando cambia la concentracin de uno de los iones que estn implicados en dicho equilibrio, debido a la presencia en la disolucin de una sal que se encuentra disuelta en l.El mtodo ideal para la determinacin de la presencia de un cierto ion en una solucin, consiste en utilizar reactivos especficos de dicho ion, ello implica disponer de una cierta cantidad de reactivos, uno para cada ion, lo que es bastante difcil de lograr. Con el fin de utilizar el mnimo nmero de reactivos y que adems no se produzcan interferencias, se han desarrollado las llamadas Marchas Analticas, ya sea de aniones o cationes. La Marcha Analtica de Cationes ms empleada, es la que desarrollara Bunsen en el siglo pasado. Endicha Marcha, se clasifican los cationes de cinco grupos. Cada grupo es separado de los dems, mediante el agregado de reactivos especficos de cada grupo, los cuales precipitan los cationes correspondientes en forma especfica, es decir, el reactivo de un grupo precipita los cationes correspondientes a dicho grupo, pero los cationes de los dems grupos quedan en solucin.Los cationes del primer grupo analtico estn representados por la plata (Ag), el mercurio (Hg), y el plomo (Pb). Los tres cationes se precipitan de su solucin en anlisis con el reactivo de grupo: cido clorhdrico diluido en frio. De acuerdo a esto, existen cinco grupos reactivos

ANLISIS DEL GRUPO I DE CATIONES: (Ag+, Hg+2, Pb+2) El grupo I de cationes est formado por aquellos cationes cuyos elementos son insolubles en agua y en cidos diluidos. Los productos de solubilidad a 25 C de los cloruros correspondientes a estos iones son: Kps (AgCl) = 1,6x10-10, Kps (Hg2Cl2) = 1 x10-18 y Kps (PbCl2) = 1,7x10-5.Precipitacin del Grupo I: Conviene primero acidificar la solucin con HNO3 por que la muestra normalmente es neutra o alcalina, el Ag+ puede estar presente como un complejo (Ag (NH3)2) (argento diamina), y el Pb2+ como HPbO2- (anin plmbico), los que son difciles de precipitar con Cl- . Al agregar HNO3 se producirn las siguientes reacciones: Ag (NH3)2+ + 2 H+ = Ag+ + 2 NH4-HPbO2 + 3H+ = Pb2+ + 2 H2OSe agrega a continuacin HCl con el cual precipita los cloruros: AgCl, Hg2Cl2, y PbCl2Todos son de color blanco. Se emplea como precipitante HCl diluido, para evitar la formacin de los complejos solubles de Ag y Pb, de acuerdo a las siguientes reacciones: AgCl(s) + Cl- = (AgCl)2 (soluble)PbCl2(s) + 2 Cl- = (PbCl4) (soluble)La precipitacin se hace agitando para favorecer la mezcla de los reactivos. Se realiza en fro pues el PbCl2 es mucho ms soluble en caliente que en frio. Verificando que hay exceso de reactivo, se centrifuga para separar el precipitado de cloruros de la solucin, que en principio podra tener el resto de los grupos.El precipitado se lava para eliminar restos de los otros grupos. Se utiliza HCl para lavar el precipitado, con el fin de evitar demasiada solubilizaran de los cloruros.

Separacin e Identificacin del Pb2+:Como el PbCl2 es mucho ms soluble en agua caliente que en agua fra, la mezcla de cloruros precipitados se trata con agua caliente varias veces, de manera que, si hay PbCl2, ste queda en solucin en el agua caliente dejando los cloruros de Ag y Hg como precipitado insoluble que se separa dicha solucin de PbCl2. El PbCl2 disuelto, se identifica en la solucin caliente mediante el agregado de una solucin de K2CrO4, la que provee los iones CrO4= para precipitar el PbCrO4 de color amarillo (Kps = 1,8x10-14) muy soluble, que se puede separar por centrifugacin.Separacin de Ag+ y Hg2 2+:El precipitado de AgCl y Hg2Cl2 que es de color blanco, se trata con NH2OH moderadamente concentrado, que acta disolviendo el AgCl segn la reaccin:AgCl(s) (Blanco) + 2 NH3 = (Ag (NH3)2)+ + Cl-Por su parte, el Hg2Cl2 reacciona con NH3: Hg2Cl2(s) (blanco) + 2 NH3 = Hg (l) (negro) + HgClNH2(s) (blanco) + NH4++ Cl-(HgClNH2 se llama Cloroamiduro de Mercurio).Por lo tanto, si hay Hg2Cl2, el precipitado tomar un color gris, que indica la presencia de Hg+2 cuando se agrega el NH4OH. Por lo tanto, si hay Hg2Cl2, el precipitado tomar un color gris, que indica la presencia de Hg+2 cuando se agrega el NH4OH.Identificacin de Ag+: La solucin que contiene (Ag (NH3)2)+ resultante de la operacin precedente, se trata con unas gotas de solucin de KI, producindose la reaccin: (Ag (NH3)2)+ + I- = AgI(s) (Amarillo) + 2 NH3La precipitacin del AgI amarillo, indica la presencia de Ag+Confirmacin de Hg2+2: Si bien, la presencia de un residuo gris en el tratamiento con NH4OH indica la presencia de Hg2 +2 conviene confirmarlo. Para ello, se disuelve el precipitado con una mezcla 1:3 en volumen de HNO3 y HCl (agua regia). La mezcla genera Cl- de acuerdo a la siguiente reaccin: 2 NO3- + 8H+ + 6 Cl- = 3 Cl2 + 2 NO + 4 H2OLa disolucin del precipitado, ocurre de acuerdo a: 3 Hg + 6 Cl- + 2 NO3- + 8 H+ = 3 HgCl2 (soluble) + 2 NO + 4 H2OHgClNH2(s) (blanco) + NO3- + 2 H+ + Cl- = HgCl2 (soluble) + NO + 2 H2O

CLASIFICACIN DE LOS CATIONES (IONES METLICOS) EN GRUPOS ANALTICOS.

Para los propsitos del anlisis cualitativo sistemtico, los cationes se dividen en cinco grupos sobre la base de su comportamiento frente a ciertos reactivos. Mediante el uso sistemtico de los llamados reactivos de grupo, podemos decidir sobre la presencia o ausencia de grupos de cationes y, adems, separar estos grupos para un examen ms profundo. Los reactivos de grupo que se usan para la clasificacin de los cationes ms comunes son: el cido clorhdrico, el sulfuro de hidrgeno, el sulfuro de amonio y el carbonato de amonio. La clasificacin se basa en que un catin reacciona con estos reactivos mediante la formacin de precipitados o no. Por lo tanto se puede decir que la clasificacin de los cationes ms comunes se basa en las diferencias de las solubilidades de sus cloruros, sulfuros y carbonatos. Los cinco grupos de cationes y las caractersticas de estos grupos son las siguientes:GRUPO I. Los cationes de este grupo forman precipitados con el cido clorhdrico diluido. Los iones de este grupo son: plomo, mercurio (I) y plata (I).GRUPO II. Los cationes de este grupo no reaccionan con el cido clorhdrico diluido, pero forman precipitados con el sulfuro de hidrgeno en un medio cido mineral diluido. Los iones de este grupo son: mercurio (II), cobre, bismuto, Cadmio, Arsnico (III),arsnico (V), antimonio (III),antimonio (V),estao (II) y estao (IV). Los primeros cuatro forman el subgrupo IIa y los ltimos seis el subgrupo IIb. Mientras que los sulfuros de los cationes del Grupo IIa son insolubles en polisulfuro de amonio, los de los cationes del Grupo IIb son solubles.GRUPO III. Los cationes de este grupo no reaccionan ni con el cido clorhdrico diluido, ni con el sulfuro de amonio en medio cido mineral diluido. Sin embargo, forman precipitados con el sulfuro de amonio en un medio neutro o amoniacal. Los cationes de este grupo son: cobalto (II),nquel (II), hierro (II), hierro (III), cromo (III), aluminio, cinc y manganeso (II).GRUPO IV. Los cationes de este grupo no reaccionan con los reactivos de los Grupos I, II y III. Forman precipitados con el carbonato de amonio en presencia de cloruro de amonio en medio neutro o ligeramente cido. Los cationes de este grupo son: calcio, estroncio, y bario.GRUPO V. Los cationes comunes que no reaccionan con los reactivos de los grupos previos, forman el ltimo grupo de cationes, que incluyen a los iones: magnesio, sodio, potasio, amonio, litio e hidrgeno.

III. MATERIALES Y REACTIVOSMATERIALES Pipetas 6 Tubos de ensayo vaso precipitado una centrifugadoraREACTIVOS cido clorhdrico Cationes: Ag+, Hg+,Pb2+ cido ntrico (HNO3) Yoduro de potasio (KI) Dicromato de potasio (K2Cr2O7) Cromato de potasio (Cr2O4).IV. PARTE EXPERIMENTAL1. TRATAMIENTO DE MUESTRA PROBLEMA: Sacar de 6 a 10 gotas de muestra problema, luego echar 4 a 6 gotas de HCl. se puede ver un precipitado blanco. Todos son de color blanco. (Se emplea como precipitante HCl diluido, para evitar la formacin de los complejos solubles de Ag y Pb) Luego llevar a la centrifugadora por 5 minutos; en la estuvo a 2000 revoluciones por minuto en la que se puede ver que se volvi cristalino.Muestra Problema + HClCentrifugadoraDespus De Centrifugar

2. PRECIPITADO: Despus la solucin sacada de la centrifugadora se decanta y el precipitado (AgCl, PbCl2,Hg2Cl2) formado se le separa en otro tubo de ensayo, luego agregar 10 gotas de agua caliente, porque va a disolver el cloruro de plomo. La nueva solucin con agua caliente lo llevamos a la centrifugadora durante 2 minutos, y volvimos a separar la solucin de lquido y solido (decantacin), en esta solucin se puede ver que el plomo se ha disuelto y la precipitacin obtenida es .

la solucin en la Centrifugadorasolucin obtenida ()

3. Luego al precipitado obtenido agregamos 3 a 5 gotas de despus hay que centrifugar, se puede ver que forma un precipitado negro, esto significa que est reconociendo a al estado de (cloruro amido de mercurio) por lo tanto la solucin est el ion . Solucin (Ag(NH3)2+,Cl-

La nueva solucin en la centrifugadoraPrecipitado Negro (Hg)

4. Volvemos a separar por decantacin la solucin ((Ag (NH3)2+) llevada a la centrifugadora, a esta solucin aadir 10 gotas de cido ntrico (HNO3). Formo un color lechoso, la solucin decantadasolucin + HNO3

5. RECONOCIMIENTO DE Pb2+: La solucin con cido ntrico se separa en 3 tubos equitativamente, al primer tubo de ensayo con la solucin aadir yoduro de potasio (KI), y se pudo obtener un precipitado amarillo, eso significa que precipito yoduro de plomo (PbI2). Al segundo tubo aadir dicromato de potasio (K2Cr2O7) de 3 a 5 gotas donde formo un color amarillo anaranjado esto indica la presencia del ion Pb2+ (PbCr2O7). Al tercer tubo se agreg cromato de potasio (K2CrO4) y se pudo observar tambin la presencia del ion Pb2+ (PbCrO4).solucin + KIsolucin + K2Cr2O7= PbCr2O7solucin + K2CrO4= PbCrO4

REACCIONES DEL ION Pb2+

El precipitado se disuelve en cido ntrico o en hidrxido de sodio. Ioduro de potasio: se obtiene un precipitado de color amarillo de ioduro de plomo (II).

Pb (NO3)2 + 2 KI PbI2 + 2 KNO3

El precipitado es moderadamente soluble en agua hirviente para dar una solucin incolora, de la cual se separa al enfriar en placas de color amarillo dorado.

Cromato de potasio en solucin neutra, amoniacal o actica: Se forma un precipitado de color amarillo de cromato de plomo (II).

Pb (NO3)2 + K2CrO4 PbCrO4 + 2 KNO3

REACCIONES DEL ION Hg2Cl2

cido clorhdrico diluido: se forma un precipitado de color blanco de cloruro de mercurio (I).

Hg22+ + 2 Cl- Hg2Cl2

El precipitado es insoluble en cidos diluidos.

El precipitado es insoluble en exceso de reactivo, pero se disuelve rpidamente en cido ntrico diluido.

Cuando se hierve, el color del precipitado cambia por gris, debido a la disimulacin en la que se forman xido de mercurio (II) y mercurio metlico:

Hg2O HgO + Hg

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se pudo identificar algunos cationes del grupo I, identificamos el catin Pb2+ y Hg+. Se emple como precipitante HCl diluido, para evitar la formacin de los complejos solubles de Ag y Pb. Al aadir HCl precipito AgCl,, Se aadi agua caliente porque el cloruro de plomo es ms soluble en agua caliente que en agua fra, por eso se aadi agua caliente. Al nuevo precipitado obtenido se agrego y centrifugarlo form un precipitado negro esto indica que hay presencia de ion Hg+ en la muestra original por lo consiguiente en la solucin (Ag(NH3)2+) se encuentra el ion Ag+ porque se encuentra disuelta porque el amonio lo disolvi. A la solucin de (Ag (NH3)2+) se agreg cido ntrico (HNO3) formo un precipitado blanco (AgCl) que se oscurece a la luz indica la presencia de ion Ag+ en la muestra original. Catin Pb+ se identific con el reactivo KI que se agreg ala solucin en donde Pb esta disuelto, al agregar formo un precipitado amarillo en la que precipito yoduro de plomo por lo consiguiente de pudo identificar catin plomo.VI. BIBLIOGRAFIAINTERNET Universidad Central De Venezuela-Facultad De Ciencias-Escuela De Qumica-Laboratorio De Qumica- Anlisis Cualitativo Marcha Analtica De Cationes.

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