Analisis del grupo III de cationes

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - FIGMM

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULT FA CULTAD AD DE INGENIERIA GEOLÓGICA, GEOLÓGIC A, MINERA Y METALÚRGICA

LABORATORIO LABORA TORIO N°4 ANÁLISIS DEL GRUPO III DE CATIONES CURSO

:

ANÁLISIS QUÍMICO

PROFESOR

:

ING. VIZARRETA ESCUDERO, TOMAS

ALUMNOS

: - BARRERA VERGARA, JORMAN IVÁN - !""#"B - SALDA$A VELIZ, LUIS OSCAR

SECCIÓN

:

% !""""&'A !""""&'A

(S)

2013-II

4° LABORATORIO – ANÁLISIS QUIMICO

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OBJETIVOS

•

El objetivo de esta práctica es observar e identificar las reacciones características de algunos de los cationes pertenecientes al grupo III, para su posterior separación e identificación.

•

Comprobar cómo varia la solubilidad con el efecto salino.


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OBJETIVOS

•

El objetivo de esta práctica es observar e identificar las reacciones características de algunos de los cationes pertenecientes al grupo III, para su posterior separación e identificación.

•

Comprobar cómo varia la solubilidad con el efecto salino.


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FUNDAMENTO TEÓRICO

En el III grupo encontramos dos subgrupos divididos por sus propiedades. Al primer sub grupo pertenecen los iones Fe+ , Al Al +, Cr ! " #ue manifiestan semejan$a en su capacidad de precipitación en forma de fosfatos poco solubles en agua, e incluso en ácido ac%tico a este mismo subgrupo pertenecen los iones Fe&+, #ue se o'idan fácilmente a iones Fe+. Al segundo subgrupo pertenecen los iones (n&+, )n&+, *i&+ #ue precipitan por acción del *-& / en forma de sulfuros 0 forman precipitados prec ipitados solubles.

P*+/012 3+ 456 S7487*56 A diferencia de los sulfuros de los cationes de los grupos analíticos 1 0 I1 bien solubles en agua, los cationes de los grupos III, II 0 I forman por acción de los iones sulfuro unos compuestos #ue son prácticamente insolubles en agua. 2or consiguiente la acción de los iones sulfuro, se utili$a en el desarrollo sistemático del análisis para separar los grupos analíticos III 0 II de los grupos 1 0 I1. *o obstante, los iones sulfuro son los aniones de un ácido mu0 d%bil, el ácido sulf3ídrico

H 2 S

, #ue se disocia seg4n las ecuaciones5

−¿ ¿ + ¿ + H S ¿ H 2 S ❑ H ⇔

2 −¿ +¿ +S ¿ −¿ ❑ H ¿ ⇔

H S

Como

¿

H 2 S

2 −¿

es un ácido d%bil, los iones

+ ¿¿

−¿ ¿

los iones H formando H S

S

¿

introducidos en la solución se fijan por

0 mol%culas no disociadas de

H 2 S

. 2or esta ra$ón, la

2−¿

concentración de los iones

S

¿

depende en alto grado de la concentración de los iones


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+¿¿

H , es decir, del p de la solución. 6a relación entre estas concentraciones se establece mu0 fácilmente, partiendo de las ecuaciones de las constantes de disociación, de

H 2 S

correspondientes a las dos etapas de su disociación. En efecto, no se puede olvidar #ue las soluciones de las sales de los cationes del grupo III presentan, sin ser acidificadas, una reacción ácida debido a su 3idrólisis. Además, el propio 3idrógeno sulfurado, siendo un ácido, al disolverse en agua disminu0e el p apro'imadamente 3asta p!- 0 durante la formación de los precipitados de los sulfuros de

+¿¿

los cationes del grupo III se acumulan los iones H 5

+¿

¿

2 +¿+ H 2 S ❑ MeS ↓ + 2 H ⇔

Me

¿

2or esta ra$ón, a diferencia de los sulfuros del grupo II, los sulfuros del grupo III no precipitan en general cuando se 3ace pasar el 3idrógeno sulfurado a trav%s de la solución anali$ada. 7e este modo, para lograr la precipitación completa de todos los cationes del grupo III por acción &/, es necesario previamente introducir en la solución una me$cla amortiguadora ≥ #ue mantenga el p prácticamente constante p 8,9 . 7e las me$clas amortiguadoras empleadas 3abitualmente en la práctica, solamente es conveniente en este caso la me$cla amortiguadora amoniacal con el p ≈ :,&-. En ve$ de &/ se utili$a frecuentemente para la precipitación de los cationes del grupo III una solución de sulfuro de amonio *-&/ #ue es precisamente el reactivo de grupo del grupo III. Igualmente #ue para la separación de los cationes del grupo II, la cuestión sobre el valor del p necesario para la precipitación de los cationes del grupo III por el sulfuro de amonio, resulta en gran parte predeterminada, por#ue en las soluciones *-&/ es prácticamente 3idroli$ado totalmente.

−¿+ NH 4 OH ⇔

2−¿+ H 2 O ❑ HS

¿

+¿+ S¿ ¿

NH 4


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S6/+906 C545304+6 El proceso de precipitación se complica frecuentemente debido a la formación de soluciones coloidales como resultado de la formación de estas soluciones, las sustancias correspondientes poco solubles por ejemplo los cationes del grupo III no pueden ser separadas de la solución ni por centrifugación ni por filtración. Así, el objetivo de toda la operación ;la separación de los iones< no se logra. 2ara evitar este inconveniente 3ace falta tomar ciertas precaución destinadas a prevenir la formación de soluciones coloidales o a destruirlas si estas 0a se formaron. =ecordaremos #ue representan las soluciones coloidales 0 cuáles son sus propiedades más importantes para la #uímica analítica. /i se dispersan las partículas min4sculas de una sustancia en otra sustancia, se formara un sistema disperso. El conjunto de las partículas separadas de ese sistema se llama fase dispersa 0 la sustancia en la #ue estas están repartidas se denomina medio de dispersión. 6os sistemas dispersos se distinguen entre sí primeramente por su grado de dispersión, o sea, por las dimensiones de las partículas. Cuanto más pe#ue>as sean estas partículas, tanto ma0or se considerará el grado de dispersión, 0 viceversa. /i las partículas de la fase dispersa son ma0ores #ue ?@@ nm, el sistema disperso correspondiente se llama suspensión, en el caso de #ue las partículas son sólidas 0 emulsión, en el caso de #ue son lí#uidas.

C5*+/012 6os precipitados cuando se separan de la solución adsorben en su superficie tantos iones comunes como e'tra>os. En particular es de gran e efecto la adsorción por las partículas coloidales sumamente desarrolladas. El analista debe tomar en consideración el fenómeno de absorción, especialmente para la identificación de cantidades pe#ue>as tra$asB de impure$as. 7urante las reacciones de precipitación estas pe#ue>as cantidades de impure$as con frecuencia son íntegramente arrastradas por el precipitado 0 n o pueden ser identificadas en la solución. El tipo de iones e'tra>os #ue adsorbe el precitado en cada caso concreto depende, en gran parte, de las condiciones de precipitación 6a práctica 3a demostrado #ue a menudo primeramente se adsorben los iones constitu0entes de partículas coloidales determinadas, #ue durante este proceso ad#uieren una carga el%ctrica de signo correspondiente. 7ic3as partículas, cargadas de electricidad, al coagular arrastran consigo al precipitado los iones e'tra>os de carga opuesta. Así, cuando el


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3idró'ido f%rrico precipita en un medio amoniacal, las partículas de Fe adsorbiendo 
2 +¿

¿

2 +¿ , ¿

¿

precipitado diferentes cationes, por ejemplo

2 +¿ , Ca ¿

Mg

, 0 sobre todo

¿

2 +¿ , Mn

Co

, etc.,

¿

lo #ue se debe tener en cuenta anali$ando los cationes del grupo III. 2or el contrario, cuando el 3idró'ido f%rrico es precipitado en un medio d%bilmente ácido,

+¿ ¿ 2+¿ las partículas de Fe, debido a la adsorción de iones Fe ( OH )2 o de Fe ( OH )¿ se cargan positivamente. Dracias a esto el precipitado adsorbe de la solución diferentes 2−¿ ,etc.

aniones 

−¿ , SO¿4 . al arrastre por el precipitado de sustancias e'tra>as #ue de por sí, ¿ Cl

en condiciones de e'perimento, no precipitan por la acción del agente precipitante dado, se denomina coprecipitación.

3*1466 3+ 406 S04+6 6a 3idrólisis de las sales juega un papel importantísimo en el análisis. Así, el p de muc3as soluciones de sales depende de su 3idrólisis. /i estas sales se emplean como agentes precipitantes, su e'ceso determinará en grado considerable el p de la solución 0, por consiguiente, la totalidad de la precipitación. Estos casos 0a se aclararon en el estudio de la precipitación de los cationes de los grupos analíticos I1 0 III mediante sus reactivos de grupo. Con frecuencia se observa #ue en consecuencia de la 3idrólisis de los reactivos en lugar de formarse algunas sales pocos solubles como Al&/, Cr &C, etc. sucede un desprendimiento de 3idró'idos de los metales correspondientes Al, Cr, etc. odos estos casos demuestran con evidencia #ue en el estudio de la #uímica analítica al fenómeno de 3idrólisis se 3a de prestar atención especial.

D+/+*92012 3+4 ; 3+4 9+35 +2 +4 7*65 3+ 02<466 704/0/=5 En algunos casos el control previo del medio con a0uda de un indicador no es suficiente. 2or ello, en el análisis cualitativo se utili$aran otros m%todos más e'actos de determinación de la concentración de los iones 3idrógeno o p3, se usan potenciómetros p3

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no de los m%todos mas sencillos es el m%todo colorimetrito, este se basa en el uso de los reactivos #ue cambian de color en concentración de iones 3idrógeno. ales reactivos ad#uieren el nombre de indicadores.

M+>406 095*/?7035*+6 @ 67 7/4>012 +2 40 790 0204/0 /i la disolución de alg4n ácido o álcali se le a>ade entonces, por supuesto la concentración de iones 3idrógeno o 3idro'ilo, respectivamente disminu0e pero, si cierta cantidad se a>ade la me$cla de ácido ac%tico 0 acetato de sódico o a la me$cla de amoníaco 0 cloruro amónico, la concentración de iones 3idrógeno o 3idro'ilo no cambiará. 6a propiedad de mantener invariable la concentración de iones 3idrógeno despu%s de la dilución 0 tambi%n despu%s de la adición de pe#ue>as cantidades de ácidos o álcali fuertes es conocida bajo el nombre de acción amortiguadoras. 6as diluciones #ue ejercen acción amortiguadora, se denominan disoluciones amortiguadoras, o me$clas amortiguadoras. /emejantes me$clas se pueden considerar como me$clas de electrolitos #ue contienen iones comunes.

".

GRUPO DEL IERRO ?*75 IIIA

+**5, F+ El 3ierro puro es un metal blanco plateado, tena$ 0 d4ctil. El metal comercial raramente es puro 0 contiene pe#ue>as cantidades de carburos, siliciuros, fosfuros 0 sulfuros de 3ierro 0 un poco de grafito. El 3ierro se disuelve en ácido clor3ídrico concentrado o diluido 0 en ácido sulf4rico diluido con desprendimiento de 3idrógeno 0 formación de sal ferrosa, con ácido sulf4rico concentrado 0 caliente se produce dió'ido de a$ufre 0 sulfato f%rrico. Con ácido nítrico diluido en frío se obtienen los nitratos ferroso 0 de amonio, mientras #ue con


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ácido más concentrado se produce sal f%rrica 0 el ó'ido nitroso u ó'ido nítrico, seg4n sean las condiciones e'perimentales. El ácido nítrico concentrado no reacciona con ácido nítrico diluido ni despla$a el cobre de una solución de sal de cobre.

Fe + &Cl

G

FeCl& + &

Fe &/- dil.

G

Fe/- + &

&Fe +H&/- conc.

G

Fe&/- + H& + /&

-Fe + ?@* frio,dil.

G

-Fe*& + *-* + &

fe + -* conc.

G

Fe* + * + &&

-Fe + ?@*

G

-Fe*& + *& + &

El 3ierro forma dos series importantes de sales5 las sales ferrosas #ue provienen del ó 'ido ferroso, Fe, en las #ue el metal es divalente, 0 las sales f%rricas provienen del ó'ido f%rrico, Fe&, #ue contienen 3ierro trivalente.

A47925, A4 El aluminio es un metal blanco, d4ctil 0 maleable, su polvo es gris. El metal es poco atacado por el ácido sulf4rico diluido frío, pero se disuelve fácilmente en ácido concentrado caliente, con desprendimiento de a$ufre. El ácido nítrico 3ace pasivo al metal, lo #ue puede ser debido a la formación de una película protectora de ó'ido. /e disuelve fácilmente en ácido clor3ídrico diluido o concentrado con desprendimiento de 3idrógeno. Con 3idró'idos alcalinos se forma una solución de aluminato.


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&Al + -&/-

G

Al&/- +/& + &&

&Al + HCl

G

&AlCl& + &

&Al + &*a + &&

G

&*aAl& + &

El aluminio forma solamente una serie de sales #ue provienen del ó'ido,Al&

C*595,C* El cromo es un metal blanco, cristalino, es poco d4ctil 0 maleable. El metal es soluble en ácido clor3ídrico produciendo un cloruro cromoso, CrCl&, a$ul en ausencia de aire, pues si no se forma el cloruro crómico, CrCl, se desprende 3idrógeno. El acido sulf4rico diluido reacciona en forma similar formando sulfato cromoso, Cr/-, en ausencia de aire 0 sulfato crómico, Cr&/-, en presencia del aire. El ácido sulf4rico concentrado 0 el nítrico concentrado o diluido motivan la pasividad del metal.

.

GRUPO DEL ZINC ?*75 IIIB

C540/5, C5 El cobalto es un metal magn%tico de color gris acerado. /e disuelve lentamente en ácido sulf4rico o clor3ídrico diluido en caliente, 0 más rápidamente en ácido nítrico, formando compuestos cobaltosos #ue provienen del ó'ido de cobaltoso, Co. E'isten otros dos ó'idos5 el ó'ido cobáltico, Co&,del #ue derivan los compuestos cobálticos, e'tremadamente inestables, 0 el ó'ido cobaltoso. odos los ó'idos de cobalto se disuelven en ácidos formando sales cobaltosas.

Co& + HCl

G

&CoCl& + Cl& + &

Co- + 8Cl

G

CoCl& + Cl& + -&

N7+4, N


Página 


El ni#uel es un metal duro, blanco plateado, es d4ctil, maleable 0 mu0 tena$. 6os ácidos clor3ídrico o sulf4rico diluidos o concentrados lo atacan lentamente, el ácido nítrico diluido lo disuelve fácilmente, pero si es concentrado motiva su pasividad. /olamente se conoce una serie de sales estables, las ni#uelosas provenientes del ó'ido ni#ueloso o verde, *i. E'iste un ó'ido ni#u%lico negro pardusco, *i&, pero este se disuelve en ácidos formando compuestos ni#uelosos.

*i& + HCl

G

&*iCl& + & + Cl&

M02?02+65, M2 El manganeso es un metal grisáceo de apariencia similar al 3ierro fundido. =eacciona con el agua caliente dando 3idró'ido de manganoso e 3idrógeno. 6os ácidos minerales diluidos 0 tambi%n el ácido ac%tico lo disuelven produciendo sales de manganeso e 3idrógeno. Con ácido sulf4rico concentrado caliente se desprende dió'ido de a$ufre.

/e conocen H ó'idos de manganeso5 )n, )n&, )n-, )n&, )n 0 )n9. odos los ó'idos se disuelven en ácido clor3ídrico caliente 0 en ácido sulf4rico concentrado, en caliente formando sales manganosas, los ó'idos superiores se reducen con desprendimiento de cloro 0 o'ígeno, seg4n el caso.

)n + &Cl

G

)nCl& + )n

)n& + -Cl

G

)nCl& + Cl& + &&

)n&& + 8Cl

G

)nCl& + Cl& + -&

&)n + -&/-

G

-)n/- + & + -&

&)n- + H&/- G

H)n/- + & + -&

&)n& + &&/-

&)n/- + & + &&

G


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Z2, Z2 El $inc es un metal a$ulado, es medianamente maleable 0 d4ctil a ??@
(n + &/-

G

(n/- +&

-(n + ?@*

G

-(n*& + *-* + &

-(n + ?@*

G

-(n*& + *& + &

(n + 8*

G

(n*& + &* + -&

(n + &&/-

G

(n/- + /& + &&

(n + &*a

G

*a&(n& + &



/e conoce solamente una serie de sales #ue provienen del ó'ido (n.

PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL 1" R#$i%i&'( )na ('*)$i+n ,)# $'n-i#n# *'( $*'.).'( /# *'( &#-a*#( /#* g.)0' III aa/i&'( g'-a( /# N4C* 45 n' '%(#.a&'( $a&%i' a*g)n' *)#g' a*$a*inia&'( *a ('*)$i+n #n #(-# &'&#n-' '%(#.a&'( )na ()(-an$ia g#*a-in'(a 0a./'#./)($a ,)# 0'(-#.i'.&#n-# $a&%ia.á a )n $'*'. '($).' an-# *a a/i$i+n /# Na 2S" 9i*-.a&'( : /#(#$;a&'( *a ('*)$i+n 0a(an-#"


Página 11



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2. El Precipitado obtenido contiene CoS, NiS, FeS, MnS, Al(OH)3, Cr(OH)3, ZnS; a!a"o# el precipitado con $% "l de HCl $.2 N, a&ite el contenido del !a#o ' iltre. Con#er!e la #olci*n iltrada.

3"

El precipitado obtenido en 3 e#t+ or"ado por CoS, NiS; #e di!ide en do# parte#

•

R#$'n'$i&i#n-' /#* $'%a*-'< C'n a:)/a /# )n a*a&%.# /# 0*a-in' ' &i$.+n : %+.a= (+*i/' (# 0.#0a.a )na 0#.*a : (# a/;i#.# a *a 0a.-# /#* 0.#$i0i-a/'"

B'.a


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La $)a* a/,)i#.# )n $'*'. a)* -an-' #n **a&a .#/)$-'.a $'&' #n **a&a '=i/an-#"

•

R#$'n'$i&i#n-' /#* N>,)#*< ?i()#*a *a 0a.-# .#(-an-# /# 0.#$i0i-a/' $'n )n'( 8 &* /# ag)a .#gia

Ag)a

A*$a*ini$# *a ('*)$i+n $'n N 4O 15N $'n )na( 12 g'-a( %a(-an (i '%(#.a @'.&a$i'n#( /# a)@.# *-.# #n $a(' $'n-.a.i' ag.#g)# g'-a( /# /i&#-i*g*i'=i&a ;a(-a *a @'.&a$i+n /# )n 0.#$i0i-a/' .''$#.#a"


Página 14


4"La ('*)$i+n *-.a/a /# 2 #( .#$i%i/a #n )n a(' : $'n-i#n# 9#C* 2 A*C*3 C.C*3 nC*2 : a*$a*in>$#*a $'n Na2CO3 (+*i/'"

Solución Agregar Carbonato de Sodio

L)#g' ag.#g)# )na 0#,)#a $an-i/a/ /# Na2O2

(+*i/' agi-a&'(

()a#&#n-# #* $'n-#ni/' /#* a(' '%(#.# *a @'.&a$i+n /# )n 0.#$i0i-a/'" Ca*i#n-# )n'( (#g)n/'( #[email protected]&'( : *-.a&'(" C'n(#.# *a ('*)$i+n *-.a/a"


Página 15


5" D* 0.#$i0i-a/' '%-#ni/' #n 4 #(-á @'.&a/' 0'. 9#O 2 MnO2 0.'%a%*#&#n-# $'n a*g' /# C'O3 NiO3 (# /ii/# #n /'( 0a.-#(< •

R#$'n'$i&i#n-' /#* #..'< ?i()#*a #* 0.#$i0i-a/' #* a(' $'n g'-a( /# C* 12N $a*i#n-# )n'( (#g)n/'(" Dn@.>#"

?i*)i&'( *a ('*)$i+n : *a 0a(a&'( a )n -)%' /# #n(a:' : ag.#g)# g'-a( /# E 49#O6 '%(#.# #* 0.#$i0i-a/' '%-#ni/' /# $'*'. a)* $'n'$i/' $'&' azul de prusia"


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - FIGMM •

R#$'n'$i&i#n-' /#* &angan#('< P.#0a.a&'( )na 0#.*a /# NaCO 3 : a*g' /# 0.#$i0i-a/'"

Ca*#n-a&'( /i.#$-a&#n-# #n *a **a&a '=i/an-# *)#g' .#-i.a&'( *a 0#.*a # in$'.0'.a&'( $.i(-a*#( /# EC*O 3 : (#g)i&'( $a*#n-an/' )n'( (#g)n/'( )na 0#.*a /# $'*'. #./# n'( in/i$a.á

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6" La ('*)$i+n *-.a/a /# 4 $'n-i#n# NaA*O2 Na2C.O4 Na2nO2" A$i/i$a&'( *a ('*)$i+n $'n NO 3 6N"


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L)#g' ag.#ga&'( g'-a( /# N 4C* 5N" na*&#n-# a*$a*inia&'( *a ('*)$i+n $'n N4O 15N" Ca*#n-a&'( 0'. )n'( (#g)n/'( : '%(#.a&'( *a @'.&a$i+n /#

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A*O3 *-.a&'("

Precipitado en papel filtro

7" La ('*)$i+n .#(-an-# $'n-i#n# N 42C.O4 nN36NO32" Pa(a&'( *a ('*)$i+n a )n a(' a$i/i$a&'( $'n C 3COO 17N" L)#g' aa/i&'( g'-a( 1! 15 /# N4C3COO"


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Ca*#n-a&'( ;a(-a ;#.i. *a ('*)$i+n #n #(-# &'&#n-' *# aa/i&'( g'-a a g'-a /# BaC*2 : '%(#.a&'( *a @'.&a$i+n /# )n 0.#$i0i-a/'" 9i*-.a&'("

8" La

('*)$i+n 0a(an-# $'n-#n/.á nC 3COO2" L)#g' *# aa/i&'( g'-a( /# Na 2Sa$ : '%(#.a&'( 0.#$i0i-a/' %*an,)#$in' ,)# $'..#(0'n/# a nS"


Página 1


OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES •

Es necesario tener en cuenta la temperatura de la llama del mec3ero de gas al efectuar el ensa0o de perlas coloreadas,cobalto 0 manganeso.

•

6a coloración de la perla del Jorato de Cobalto es de color a$ul obscuro.

•

6a coloración de la perla del Jorato de )anganeso es de color verde a$ulado en su o'idación a permanganato.

•

6a coloración del precipitado del ní#uel es rojo escarlata.

•

El 2 en medio alcalino amoniacal es de :, el sulfuro amónico #ue tiene 2 :. precipita por completo todos los sulfuros e 3idró'idos de los cationes del III grupo analítico.


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CONCLUSIONES •

6a ma0oría de los compuestos de cationes del III grupo son poco solubles en agua .

•

/on solubles en agua todos los cloruros, bromuros, 0oduros, nitritos, nitratos, acetatos, sulfatos, tiocianatos, cromatos de cinc, aluminio manganeso 0 3ierro.

•

6os cationes de este grupo no son precipitados por los reactivos correspondientes a los grupos I 0 II" pero son precipitados en solución alcali$ada con 3idró'ido de amonio en presencia de cloruro de amonio por sulfuro de cloruro de amonio

•

6a formación de perlas constitu0e un m%todo de identificación de cationes

•

Al tercer grupo pertenecen los cationes de carga triple 5 Al+, Cr+, Fe+0 los cationes de carga doble Co&+, Fe&+, *i&+, )n&+, (n &+ . los cationes de este grupo precipitan en un medio d%bilmente alcalino, bajo la acción del reactivo del grupo *-&/ formando sulfuros e 3idró'idos 0a vistos.

•

El 3ierro Fe&+ es obtenido en un precipitado a$ul oscuro a$ul de 2rusia al a>adir el K-Fe C*H, ocurriendo primero la o'idación del Fe II a Fe III a la ve$ #ue se forma el ferrocianuro.

•

Al agregarle a la solución *a&/, los 4nicos #ue precipitan como sulfuros son el Co, *i, Fe, )g 0 el (n" los demás en forma de 3idró'idos Al, Cr .

•

2ara el reconocimiento del ní#uel utili$amos el compuesto orgánico 7imetilglio'ima.


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CUESTIONARIO PREGUNTA N!": a Indi#ue brevemente 0 con toda claridad LCómo se efect4a la precipitación completa o total del cuarto grupoM A la muestra recibida se le agrega *- + *-Cl + *a&/ de lo cual nos #uedará un precipitado color oscuro 0 la solución pasante serán los cationes de otros grupos. En el precipitado obtendremos Co/ ; *i/ < Fe/ ; )n/ ; (n/ < Al < Cr a los cuales se tratan con /e trata con Cl ?.& * #uedando de residuo Co/ ; *i/, al Co/ se le identifica mediante la perla con a0uda de bóra' a$ul oscuro 0 para identificar la precipitación de *i#uel es mediante la reacción de agua regia *-, dimetilglio'ioma rojo cere$a. Continuando con la solución pasante despu%s de agregar Cl nos #ueda FeCl& ; AlCl CrCl, (nCl ; )nCl& 0 adicionando *a&C + *a&& se caliente 0 se filtra #uedando como residuo Fe& < )nCl&, al 3ierro se le a>ade Cl calentar más K -FeC*H generándose A$ul de 2rusia" para el manganeso identificamos con la perla con a0uda de *a&C < KCl color verde. 7e otro lado a la solución pasante *aAl& < *a&Cr- < *a&(n- se le a>ade * + *- + *-Cl 0 al calentar #ueda como residuo Al prec. Jlanco gelatinoso identificando la precipitación del aluminio. /iguiendo con la solución pasante tenemos *-&Cr- < (n*H*& al cual se a>ade CC + *-CC Acidificándolo luego 3ervir 0 A>adir JaCl& generándome un precipitado amarillo JaCr- 0 en la solución obtenida tenemos (nC&&&, al cual le agregamos *a&/ generándose un precipitado blanco de (n/ identificando al catión

Zn

+1

0 así

determinamos la precipitación de los cationes de manera breve 0 concisa. b El precipitado anterior se sometía al lavado, con la solución indicada. LEn #u% momento de la marc3a analítica es preciso volver a lavarM L2or #u%M

En la marc3a analítica 3a0 momentos en los cuales el precipitado se vuelve a lavar con compuestos como NH4Cl, Na2S, HCl y agua regia, todos estos reactivos sirven ya sea para alcalinizar y acidificar la solución a tratar ya sea para que algunos compuestos reaccionen en medio básico y otros en medio ácido generando un ambiente de reacción estable y de completa precipitación ya que la mayora de compuestos son insolubles en agua, pero son precipitados en solución alcali$ada con 3idró'ido de amonio en presencia de cloruro de amonio por sulfuro de cloruro de amonio 0 Al agregarle a la solución inicial *a&/, los 4nicos #ue precipitan como sulfuros son el Co, *i, Fe, )g 0 el (n" los demás en forma de 3idró'idos Al, Cr .


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PREGUNTA N!: 6os cationes de este grupo cuando están por separado en la forma #uímica adecuada, se le puede 3acer la prueba de la flama, dando cada uno de ellos, un color característico. a Indi#ue LNu% color produce cada catiónM En la marc3a analítica obtuvimos dos colores de flama o llama los cuales corresponden al Cobalto cu0a llama característica fue de color a$ul, 0 para el reconocimiento del manganeso #ue de manera igual al del cobalto se preparó una perla con bóra' para generar un compuesto 0 la calcinarlo me genere una llama de color verde para el manganeso. b A los compuestos, #ue obtuvimos de esos cationes L/e le puede 3acer directamente la prueba de la flamaM L2or #u%M 6a respuesta es #ue algunas sustancias fundidas en el e'tremo del 3ilo de platino da unas perlas #ue toman diferentes colores seg4n las sustancias #ue se agreguen en pe#ue>a cantidad 0 seg4n el carácter o'idante o reductor de la llama empleada. 6as perlas pueden ser acidas bóra', sal de fosfato o alcalinas carbonatos d e sodio o potasio Cuando una muestra sólida inorgánica es sometida a un calentamiento en la flama %sta se o'ida o se reduce. 2ara poder identificar los productos de la o'idación o la reducción se re#uiere de un medio #ue sea capa$ de absorberlos 0 retenerlos" si la sustancia tiene color se utili$a el bóra' *a&J-@9 ?@&, pero si es incolora o blanca se usa la sal de fosfato de sodio 0 amonio *a*- 2-. Estas dos sustancias al calentarse se des3idratan 0 funden produciendo unas perlas vítreas transparentes. /i %stas se calientan nuevamente sin llegar a la fusión 0 se ponen en contacto con unas partículas de muestra, la perla las absorbe 0 al calentarla act4a como ácido formando los boratos 0 ortofosfatos de los cationes con los #ue se combina. /i el catión tiene varios n4meros de o'idación, el color #ue se produce en la perla en la $ona o'idante puede ser diferente al #ue se produce en la $ona reductora" estos colores son característicos de cada catión. En la reacción se toma el precipitado de )n& 0 se calcina intensamente con presencia de perlas de *a&C 0 KCl la formación de una perla de color verde, confirma la presencia de manganeso )n& + *a&C + KCl G *a&)n-


+

KCl

+

&O

+

C&O

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Comunmente ocurre en el laboratorio la siguiente reacción identificando así la presencia de manganeso mediante la prueba de la flama5 &)n& + & + &*a&C G &*a&)n-

+

&C&

PREGUNTA N#: E6** 406 +7052+6 7906 0402+0306 @ 676 *+6+/=06 *+052+6. A47925: &AlCl

+

HCl

G

&AlCl

+

&

AlCl

+

*-

G

Al

+

&

&AlCl

+

*a/ + H& G

&Al

+

&/ + H*aCl

Al

+

Cl

G

AlCl

+

&

AlCl

+

*a&C

G

&*aAl&

+

C& + &

CrCl

+

*-

G

Cr + & + Cl&

&CrCl

+

*a&/ + H&

G

&Cr + & + H*aCl

&CrCl

+

*a&& + -*-

G

&*a&Cr

C*595:

+H*-Cl+ &&

N7+4: *i& +

HCl

G

&*iCl&

+

& + Cl&

*iCl& +

*-

G

*iCl

+

*-Cl

*iCl +

9*-

G

*i*H +

*iCl& +

*a/

G

*i/


+

H& + *-Cl

&*aCl

Página 24


C504/5: Co& + HCl

G

&CoCl&

+

Cl& + &

Co- + 8Cl

G

CoCl&

+

Cl& + -&

CoCl& + *-

G

CoCl

+

*-Cl

CoCl& + *a&/

G

Co/

+

&*aCl

&Cl

G

)nCl&

+

&

)nCl& +

&*-

G

)n&

+

&*-Cl

)nCl& +

*a&/ + '& G

)n/.'&

+

&*aCl

&Cl

G

(nCl&

+

&

(nCl& +

&*-

G

(n&

+

&*-Cl

(n& +

H*-

G

(n*H&

+

(nCl& +

*a/

G

(n/

&*aCl

M02?02+65: )n

+

Z2: (n

+

&C-8& *& + *i/- + &*-

G


+

H&

C8-- *- *i + *-&/- + &&

Página 25


+**5: Fe

+

&Cl

G

FeCl& +

&

FeCl +

*-

G

Fe +

*-Cl

&FeCl +

*a&/

G

Fe&/ +

H*aCl

-FeCl +

K -FeC*H G

Fe-FeC*H + ?&KCl

PREGUNTA NH: 2ara el análisis del alumbre de amonio comercial, se 3a tomado una muestra de @,8H gr 0 se 3a obtenido un precipitado de

Al 2 O 3

, o'ido de aluminio de

@,@:?-gr. Calcule el tanto por ciento del 3idrato cristalino #uímicamente puro, en la muestra. )uestra5 @,8H gr

→ Al 2 O 3 ↓↓ 0,0914 gr

/eg4n la reacción5 SO (¿¿ 4 )2 .12 H 2 O + …→Al 2 O3 +… Al NH 4 ¿ Cu0a relación es de ?5? 453

g → 102 g / mol mol

X → 0,0914 gr


Página 26


→ X =

453 ×0,0914 =0,405923 gr 102 0,406

El P de alumbre de amonio en la muestra es5

0,8563

× 100

Rpta :47,4

PREGUNTA N: 0 "&' 94 3+

NH 4 OH (ac ) 0,5 N

52/+2+ !,H ?* 3+ 45*7*5 3+

09525 02;3*5. C0474+ +4 O 3+ 40 654712.

n NH Cl = 4

0,78 gr 53,5 g / mol

−¿ +¿+ Cl ¿

=0,01458 mol

¿

NH 4 Cl↔NH 4 0,0146 mol 0,0146 mol

G=elación de ?5?, entonces las moles del ión com4n amonio será5 +¿

NH 4

=0,0146 mol n¿

G?- ml de NH 4 OH (ac )

NH 4 OH (ac ) 0,5 N

, entonces la concentración molar es @, ) de

.

+¿ ¿

G

NH 4

¿ ¿


Página 27


−¿ ¿ +¿+ OH

¿

NH 4 OH (ac ) ↔ NH 4 0,5 M 0,1 M −¿

− X + X + X → 0,5− X 0,1 + X X −5

1,75 × 10 7atos seg4n abla5  NH OH = 4

+¿ ¿

NH 4

¿ −¿

¿

OH

¿ ¿

 NH OH =¿ 4

0,1 X 0,5

= 1,75 × 10−5 → X =8,7 × 10−5 → [ OH ] =8,7 × 10−5

→ pOH =−log [ OH ] = 4,06

PREGUNTA N:  L0 97+6/*0 3+ 0*12 3+ +3*0 52/+2+ +4 ," 3+ ;79+303 @ +4 &,!' 3+ 676/0206 =54012 3+ 40 97+6/*0 +6030 3+ ",KH' ?* 6+ 5/7=5 !,! ?* 3+ +2>0. C0474+ +4  3+4 52/+235 3+ +2>0, +2 40 97+6/*0 3+ 0*12 3+ +3*0. Carbón5

8,12 H!me"a" , 24,05 S!#tanc$a# %ol&t$le#

/uponiendo una masa de carbón de piedra5 ?@@m )asa de Co#ue será5 ?@@m ; 8,?&m < &-,@m ! :?,88m


Página 28


/eg4n los datos la muestra de co#ue es5 ?,89 gr" 0 la de ceni$a es5 @,&@8 gr → 91,88 m =1,3875 → m=0,01510 gr ∴ 'l porcenta(e "e cen$)a enla m!e#tra "e ca r*on "e

p$e"ra #er& :

Ma#a"e cen$)a 0,208 × 100 = × 100 =13,77 1,51 Ma#a "e car*+n "e p$e"ra

PREGUNTA N: L06 6 526/02/+ 3+4 *537/5 3+ 65474303 3+4 ;3*135 8**5 @ 3+4 ;3*135 3+ >2, 652:

−38

4 × 10

−17

 4,5 × 10

*+6+/=09+2/+. C7<4 3+

456 356 ;3*1356 +6 9<6 65474+ Y +2 7<2/06 =++6

−¿

¿

3 +¿+ 3 OH

¿

Fe ( OH )3 ↔ Fe S 3S 3

p#= S ( 3 S ) 27 S

4

= 4 × 10−38

=4 × 10−38 − 10

→ S =1,962 × 10

−¿

¿

2 +¿+ 2OH ¿ Zn ( OH )2 ↔ Zn S 2S 2

p#= S ( 2 S )

= 4,5× 10−17


Página 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - FIGMM 4S

3

=4 × 10−17 −6

→ S =2,24 × 10

→

∴

S Fe (OH ) S Zn (OH )

−6

3

2

=

2,24 × 10

−10

1,962 × 10

=11420,5

E4 Zn ( OH )2 +6 9<6 65474+ 7+ +4 Fe (OH )3 +2


11420,5

veces

Página 3!

Analisis del grupo III de cationes

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