Marcha analítica: determinación de cationes.

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Los cinco grupos que constituyen la marcha analítica de cationes son los siguientes:

Grupos analíticos de cationes:

Grupo I:

Este grupo está constituido por iones plata (Ag +), mercurio (Hg 2+) y plomo (Pb 2+), los cuales se caracterizan por formar precipitados en presencia de ácido clorhídrico diluido.

Grupo II:

Los iones que conforman éste grupo generan precipitados, al hacerlos reaccionar con sulfuro de hidrógeno en un medio ligeramente ácido. Los cationes que integran el mismo son: mercurio (Hg 2+), cobre (Cu2+), bismuto (Bi3+), cadmio (Cd2+), antimonio III y V(Sb3+y Sb5+), arsénico III y V (As3+y As5+) y estaño II y IV (Sn2+y Sn4+). A su vez, dichos cationes se clasifican en dos subgrupos: el subgrupo IIA que incluye los primeros cuatro cationes y el subgrupo IIB que incluye los seis cationes restantes. Esta sub clasificación responde a la diferencia de solubilidad que tienen ambos grupos en presencia de sulfuro de amonio. El grupo IIB se caracteriza por ser soluble en dicho reactivo mientras que el grupo IIA no lo es.

Grupo III:

Este grupo está integrado por los iones cobalto (Co 2+), níquel (Ni2+), hierro II yIII (Fe2+y Fe3+), cromo (Cr3+), aluminio (Al3+) , zinc (Zn2+) y manganeso (Mn2+). En éste grupo los cationes precipitan al hacerlos reaccionar con sulfuro de amonio en medio neutro o amoniacal.

Grupo IV:

En conformado por los cationes calcio (Ca2+), estroncio (Sr2+) y bario (Ba2+) los cuales reaccionan con carbonato de amonio en presencia de cloruro de amonio en medio neutro o ligeramente ácido para generar un precipitado.

Grupo V:

Este grupo está conformado por aquellos cationes comunes que no reacción con los reactivos mencionados en los grupos anteriores. Estos cationes son: el litio (Li+),el magnesio (Mg+2), el sodio (Na+), el potasio(K+), el hidrógeno (H+)y el ion amonio (NH4+).

(Judith F. Rubinson, 2000)

Reactivos:

Ácido clorhídrico:

El cloruro de hidrógeno es un ácido monoprótico, lo que significa que puede disociarse sólo una vez para ceder un ion H+ (un protón). En soluciones acuosas, este protón se une a una molécula de agua para dar un ion hidronio, H3O + : HCl + H2O → H3O + + Cl−

El otro ion formado es Cl−, el ion cloruro. El ácido clorhídrico puede entonces ser usado para preparar sales llamadas cloruros. El ácido clorhídrico es un ácido fuerte, ya que se disocia casi completamente en agua.

Hidróxido de Sodio:

El Hidróxido de Sodio es una base fuerte, se disuelve con facilidad en agua generando gran cantidad de calor y disociándose por completo en sus iones, es también muy soluble en Etanol y Metanol. Reacciona con ácidos (también generando calor), compuestos orgánicos halogenados y con metales como el Aluminio, Estaño y Zinc generando Hidrógeno, que es un gas combustible altamente explosivo.

Metodología.

Marcha Analítica:

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Figura 1

Fuente: Autores

Se tomó 1 ml de la solución problema en un tubo de ensayo utilizando un papel tornasol para determinar la reacción, a esta solución se le agregaron 0,5 ml de HCl 1N, luego se agito para homogenizar. Se tomó la muestra nuevamente en un Erlenmeyer, luego se separó con papel filtro para eliminar el precipitado de la capa sobrenadante de la reacción como se ilustra. (Ver Figura1)

Separación de los cationes Ag+ Y Hg+2:

El precipitado restante con (AgCl y Hg2Cl2), se le agregaron 1 ml de (NH4 OH 6N)

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Figura 2

Fuente: Autores

Identificación del catión Ag+:

Se le agregaron 1 ml NH4 OH 6N al precipitado, el cual tomo una coloración amarilla indicando presencia del catión Ag+, como lo indica (Ver Figura 2).

AgCl(s) →Ag+ +Cl-

Ag+ +2NH3→Ag(NH3)2+

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Figura 3

Fuente: Autores

Identificación del catión Hg+2 :

Se agregó 1 ml NH4 OH 6N al precipitado, el cual tomo un coloración negra indicando presencia del catión Hg+2en la solución problema, como lo indica en la (Figura 3)

Hg2Cl2+2NH3→Hg+HgNH2Cl+NHCl+Cl

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Figura 4

Fuente: Autores

Separación de los cationes Cu+2 Y Fe+3:

La solución, contiene Fe+3y Cu+2, se agregaron unas gotas de la solución en dos vidrios reloj, (Figura 4), luego se le añadieron dos gotas de ferrocianuro de potasio al primer vidrio reloj y dos gotas de tiocianato al segundo vidrio reloj.

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Figura 5

Fuente: Autores

Identificación del catión Fe+3:

Se le agregaron dos gotas de ferrocianuro de potasio a la solución en el vidrio reloj la muestra presenta una coloración rojo sangre lo que indica la presencia del catión Fe+3. Ver (Figura 6)

3K4[Fe(CN)6]+4Fe+3→Fe4[Fe(CN6)]3+12K+

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Figura 6

Fuente: Autores.

Identificación del catión Cu+2:

Se le agregaron dos gotas de KSCN (tiocianato de potasio) a la solución en el vidrio reloj, la muestra presenta una coloración verde amarillenta indicador de la presencia del catión Cu+2.ver (Figura 6)

Cu+2 + 2 SCN-1 + 2 py ↔ [Cu (SCN)2py2] (verde amarillento).