GRUPO II DE CATIONES I.
OBJETIVO Identificar los cationes del grupo IIA : Hg²+; Pb²+; Cu²+ ; Bi²+ ; Cd²+, y
a los cationes del subgrupo subgrupo IIB; IIB; As³+; Sb³+;
Sn²+;
II. FUN FUNDAM DAMENT ENTO O TEORI TEORICO: CO: os cationes de los grupos II lla!ado ta!bi"n del grupo del sulfuro sulfuro de #idr$geno #idr$geno, ,
reacciona reacciona con
el agente agente
precipita precipitante nte
H%S, for!ando los sulfuros correspondientes& correspondientes& Si el pH de la soluci$n proble!a antes de agregar el sulfuro de #idr$geno, es alrededor del ',( )lo *ue e*uiales a tener una concentraci$n de iones #idr$nio igual a ',-. se consigue una precipitaci$n e insolubilidad casi total de los sulfuros, lo
cual cual
satu satura rada da
se de
e/pl e/plic ica a H %S
a
de una
la
sigu siguie ient nte e
te!peratura
!ane !anera ra; ; de
%(
0na 0na
1C,
solu soluci ci$n $n
tiene
una
concentraci$n ',2 - de H %S& Si el producto i$nico del H %S es 3H%4+5 3S²65 7 8,9 / 2'6%, y conociendo *ue H %4+ 7 ',-, se deduce *ue la concentraci$n del i$n sulfuro es:
8&9 / 2' 6% 3S²65 7 666666666666666 7 ,9 / 2' 6%8 )',.1
pode!o pode!os s calcula calcular r los =ps =ps te$rico te$ricos s de los
sulf>iricos: Si -S : Cual*uier sulfuro del grupo II -²+ -²+
: Cual Cual*u *uie ier r cati cati$n $n del del gru grupo po II II ',' ','22-
3S² 3S²65 : ,8 ,8 / 2' 2' 6% =ps < : 3-²+5 3-²+5 3S²65 3S²65 7 ','2 ','2 ),8 ),8 / 2' 6%. =ps =ps < : ,8 / 2'6%(
Co!parando este dato con los alores e/peri!entales:
?@0P4 IIA HgS CuS Bi%Si Cds Pbs
=ps ,' / 2' 6( 9,( / 2' 6( 2,8 / 2' 6 ,8 / 2' 6%9 , / 2' 6%
?@0P4 IIB As%S Sb%S SnS
=ps 2,2 / 2'6 ,' / 2'6% 2,' / 2'6%
Se obsera *ue el producto de solubilidad te$rico, =ps )<. es !ayor *ue cual*uiera de los =ps e/peri!entales del grupo II de cationes
y por lo tanto, precipitarn todos los cationes
de este grupo y ninguno se solubiliar&
Para
una
eficiente
precipitaci$n
del
grupo
es
necesario
controlar el pH de la soluci$n )debe ser fuerte!ente cida. con
papel
de
tornasol,
as,
co!o
la
concentraci$n
de
los
cationes, la precipitaci$n de los cationes del grupo II se #ace en dos etapas:
1ra: 0na soluci$n e/a!en con un pH co!pleta!ente cida, se le calienta en baDo !ara, y se #ace burbuEear sobre ella, sulfuro de #idr$geno& Si se sulf#idra en fro y con un e/ceso de iones sulfuro, se for!a el co!pleEo disulfuro de
ars"nico
AsS%6, *ue es
precipitaci$n
del
soluble,
ars"nico&
Fn
las
no
per!itiendo
condiciones
la
dadas
anterior!ente se for!a el
co!pleEo pero se desintegra y
se
de
for!a
insoluble&
el Con
trisulfuro un
pH
baEo,
ars"nico
As %S,
precipitan
*ue
ta!bi"n
es los
sulfuros de !ercurio, cobre y bis!uto&
2da: Para conseguir la precipitaci$n del resto de cationes en for!a de sulfuros, y eitar *ue se disuelan coniene subir el pH diluyendo con agua la soluci$n *ue se #a sulfidricado, y se prosigue con esta operaci$n con el obEeto de conseguir la precipitaci$n co!pleta del grupo II&
Para separar el grupo II, se agrega una base fuerte co!o =4H con lo *ue se disuele al grupo IIA per!aneciendo insoluble el grupo IIB en for!a de sulfuros& Fl sulfuro !ercurio se disuele parcial!ente al reaccionar con la base
fuerte,
for!ndose
al
i$n
co!pleEo
disulfuro
!ercurio, Hg %S%%6&
III.
REACTIVOS Y MATERIALES
React!"#: HCl - : HCl cc; GH 4H -; HG4 -; HG4 cc&; HgCl % sat; =%Cr4 2-; H S4 cc SnCl% 4,% -; CH 6C44GH sat; CH 6C44H cc; =Sn )4H. 6; =e)CG.8 %-; =CG 2-; cinta o polo de -g; GaG4 )s.; soluci$n de roda!ina B; AgG4 ',(-; H %4 destilada&
Matera$e#:
o
agarradera,
reEilla,
gotero
o
!icropipeta
centrfuga&
IV. PROCEDIMIENTO. PASO 1: A la !uestra e/a!en )2' gotas. *ue contiene los cationes del grupo II al , se trata con % gotas
de HG4 - y se calienta
en baDo !ara durante !inutos, con el obEeto de o/idar los iones estannosos a estnnicos, ya *ue el sulfuro estannoso SnS, es insoluble con una base fuerte en ca!bio el estnnico SnS%
es soluble& Se adiciona una soluci$n de #idr$/ido de
a!onio - #asta *ue la soluci$n sea ligera!ente alcalina& Si aparece una turbide o un precipitado, no debe preocuparnos, luego se aDade HCl - #asta *ue la soluci$n sea ligera!ente cida, con lo cual se redisoler cual*uier precipitado *ue se #alla for!ado& Concentrar enseguida
por
eaporaci$n
agregar
una
o
gota
diluir de
HCl
precipitaci$n de ion ars"nico&
PASO 2: Prec%tac&' de$ Gr(%" II:
a cc
2
!l
para
con
agua
asegurar
y la
A la soluci$n final del paso 2 se le calienta en baDo !ara durante % !in y en caliente se sulf#idra la soluci$n durante % !inutos, luego se siluye la soluci$n con agua a % !l, y se prosigue la sulf#idrataci$n por 2 !inuto& )2. Centrifugar& E$ Ce'tr)(*ad" puede contener a los cationes de los grupos del III al es desec#ado& E$ %rec%tad" *ue a to!ando una serie de coloraciones puede contener a todos los cationes del grupo II&
PASO +: Se%arac&' de $"# *r(%"# IIA , IIB: aar
el
precipitado
del
paso
%
con
dos
gotas
de
agua
sulf#drica )%. y una gota de GH Cl saturado para retardar la o/idaci$n
de
los
sulfuros,
as
co!o
se
ro!pen
cual*uier
dispersi$n coloidal *ue se #ubiera for!ado; el agua de laado es desec#ado& Agregar al residuo 9 gotas de =4H -, calentar durante !inutos y centrifugar& Separar el centrifugado con una
!icropipeta
y
agregar
al
residuo
9
gotas
de
=4H
-
centrifugar y !eclar los dos centrifugados& E$ ce'tr)(*ad"
)'a$, puede contener a todos los cationes del grupo IIB en for!a
de
iones
co!pleEos
solubles
)As4 %6
y
AsS %6,
Sb4H6
SnS%%6.; lo poco *ue se solubilia del !ercurio estar co!o HgS%%6& E$ %rec%tad" o residuo contendr a los cationes del subgrupo IIA en for!a de sulfuros&
PASO -: #e%arac&' de &' erc(r": Al precipitado del paso se laa con 2' gotas de agua para eli!inar
el
e/ceso
de
=4H
utiliado
subgrupo IIB, el agua de laado le agrega 2' gotas de HG4 -
en
la
diluci$n
del
es desec#ado& Al residuo se y se calienta durante !in,
se agita y se centrfuga& Separar el centrifugado y repetir la operaci$n a partir del agregado del HG4 , luego se !ecla los
centrifugados,
el
agregado
del
HG4 ,
tiene
disoler a los sulfuros de plo!o, cobre, bis!uto pues el i$n nitrato o/ida al i$n sulfuro a
por
obEeto
y cad!io,
aufre ele!ental
en un !edio cido.& Fl centrifugado final puede contener a
los
cationes
cad!io&
en
soluci$n
co!o:
plo!o,
cobre,
bis!uto
Fl precipitado, si *ueda puede ser negro o
dependiendo
co!o
se
encuentre
el
i$n
y
blanco
!ercurio;
co!o
!erc>rico Hg )G4 .% Hg%S&
PASO /: Ide't)cac&' de$ &' erc0rc": Al precipitado del paso agregarle gotas de agua regia ) de HCl cc y 2 de HG4 cc. para *ue el i$n nitrito o/ide al i$n sulfuro #asta aufre ele!ental, y el i$n cloruro for!e con
el
i$n
!erc>rico
HgCl%6& a
el
co!pleEo
tetracloruro
!erc>rico,
soluci$n obtenida se llea a ebullici$n en baDo
!ara en % !inutos para eli!inar el i$n cloruro y eitar la o/idaci$n
de
los
proienen
del
iones
reactio
estannosos *ue
se
a
a a
estnnicos, utiliar
*ue
)cloruro
estannoso. para la identificaci$n&
Se enfra la soluci$n y se centrfuga, al centrifugado se le agrega
%
o
!s
precipitado
gotas
blanco
de SnCl %
de
H?%Cl %&
',% gris
-& a de
for!aci$n
Hg%Cl %
o
de
un
negro
de
!ercurio !etlico, confir!a la presencia del i$n !erc>rico&
PASO : Se%arac&' de$ &' P$"": Al centrifugado del paso transferirlo a un aso pe*ueDo de precipitaci$n )o cpsula de porcelana. y aDadirle H%S4J
cc,
llear
a
eaporaci$n
#asta
gotas de
aparici$n
de
#u!os
densos de color blanco y, *ue *ueden en el recipiente de % a
gotas
de
soluci$n&
a
eaporaci$n
es
necesaria
para
eli!inar el cido ntrico, pues, este disuele al PbS4 se
puede
for!ar&
coneniente!ente
Se 2
enfra
!l
de
el agua
contenido
y
laando
las
se
le
*ue
agrega
paredes
del
recipiente, y con una !icropipeta se traslada el contenido a un tubo de ensayo& Se uele a laar el recipiente
con unas
gotas de agua y se le trasfiere al tubo !encionado, se agita y centrfuga& Fl centrifugado puede contener a los cationes
en soluci$n co!o bis!uto, cobre y cad!io& Fl precipitado si es de color blanco puede contener el sulfato de plo!o&
PASO : Ide't)cac&' de$ &' P$"": Al
precipitado
del
paso
9
laarlo
con
(
gotas
de
agua
desec#ando el agua del laado& Agregar al residuo 2' gotas de CHC44GH
saturado,
calentar
en
baDo
!ara
con
agitaci$n,
#asta *ue todo se disuela; adicionar una gota de CH C44GH cc para eitar *ue se precipite lo poco del i$n bis!uto *ue se #alla pasado se le adiciona unas gotas de = %Cr4 2- y se agita la for!aci$n del i$n plo!o, lo *ue indica *ue se #a for!ado PbCr4
PASO 3: Se%arac&' de$ B#(t": Al
centrifugado del paso 9, agregar GH 4H - #asta *ue la
soluci$n sea alcalina, luego adicionar un e/ceso de GH 4H -, agitar y centrifugar& E$ ce'tr)(*ad" si es de una coloraci$n aulada, *ue
se for!a
al agregar
GH 4H
puede
contener
los
iones de cobre yKo cad!io en for!a de co!pleEos a!oniacales&
E$ %rec%tad" si es de color blanco es probable *ue sea Bi )4H.&
PASO 4: Ide't)cac&' de$ B#(t": Al
precipitado
del
paso
9
laarlo
con
(
gotas
de
agua
desec#ando el agua del laado& A$ %rec%tad" agregarle de 2' a 2( gotas de estannito de potasio =Sn)4H. 6, reci"n preparada ).,
la
presencia
for!aci$n del
i$n
de
un
bis!uto&
precipitado Fl
Bi %+
negro
se
#a
confir!a
reducido
a
la Bi
!etlico *ue es de color negro&
PASO 15: Ide't)cac&' de$ &' C"6re , Cad": Al centrifugado del paso 9 se le diide en dos partes:
1ra: A esta porci$n se le acidifica con CH C44H cc y se le agrega
%
gotas
de
= e)CG.s
%-&
a
precipitado roEio confir!a Cu %e)CG.s&
aparici$n
de
un
2da: Se le agrega gota a gota =CG 2- #asta *ue la soluci$n aulada
se
decolore& uego
tioaceta!ida 2-.& Fn
se
sulf#idra )o
caliente se
se
agrega
for!a un precipitado
*ue es de un color anaranEado o si es en fro se for!a un
precipitado
a!arillo,
en
a!bos
casos
se
#abr
confir!ado la presencia del i$n cad!io en for!a de CdS& ).&
Pa#" 11: Prec%tac&' de$ S(6*r(%"7 IIB: Al centrifugado del paso agregarle HCl - #asta tener un !edio
ligera!ente
co!pleEos y sulfuros&
cido,
precipitan
Se
agita
con
lo
cual
los cationes y
se
destruyen
del subgrupo
E$
centrfuga&
los
IIB co!o
ce'tr)(*ad"
es
desec#ado& E$ %rec%tad" puede contener a todos los cationes del subgrupo IIB co!o sulfuros&
Pa#" 12: Se%arac&' de$ &' ar#8'c": Al
precipitado
del
paso
22
agregarle
2'
gotas
de
HCl
cc
agitar y calentar durante 2 !inuto con el obEeto de eli!inar el
e/ceso
de
anti!onio y
H %S
y
eitar
*ue
precipiten
los
sulfuros
de
E$ ce'tr)(*ad"
estaDo& Se agita y centrfuga&
se separa y el residuo se laa con 9 gotas de agua y de HCl cc,
por
dos
eces, y
se unen las
aguas
de laado con
el
centrifugado *ue se #a separado&
E$ ce'tr)(*ad" final puede contener en soluci$n a los iones de anti!onio y estaDo& E$ %rec%tad" si es de color a!arillo puede contener al ars"nico en for!a de tri $ pentasulfuro de ars"nico&
Pa#" 1+: Ide't)cac&' de$ &' ARS9NICO: Al
precipitado
del
paso
2%
laarlo
con
2%
gotas
de
agua
caliente )% eces. desec#ando las aguas de laado& Al residuo agregarle gotas de HG4 cc y calentarlo durante ( !inutos para
su
disoluci$n,
si
*ueda
residuo
alguno
al
*ue
desec#arlo& AgG4 ',(
A
la
soluci$n
resultante
agregarle (
gotas
de
y agitarla: si se for!a un precipitado blanco se
debe a la for!aci$n del AgCl; se centrfuga y el residuo es desec#ado&
Al
centrifugado
se
le
adiciona
2(
gotas
de
CHC44Ga %&(-& a for!aci$n de un precipitado roEo ladrillo confir!a la presencia del i$n ars"nico, por la for!aci$n de arseniato de plata Ag As4&
PASO 1-: Ide't)cac&' de ESTAO ,
ANTIMONIO
Al centrifugado del paso 2% LIILI@4 en partes:
1ra: Porci$n !ayor, identificaci$n del estaDo, a esta porci$n agregarle un olu!en igual de HC - e introdudir unos % c! de cinta de -g, )o polo de -g., para reducir al i$n anti!onio al estado ele!ental, *ue aparecer en for!a de copos negros, al !is!o tie!po los iones estnnicos pasan a estannosos& 0na e *ue se #a disuelto co!pleta!ente la tira de -g )(. agregan ( gotas de una soluci$n de cloruro !erc>rico& Si se for!a un precipitado *ue ara del color blanco al gris, se #abr identificado la presencia del i$n estaDo, por *ue el cloruro !erc>rico pasa al cloruro !ercuroso y a !ercurio !etlico&
2da: Porci$n !enor, identificaci$n del Anti!onio: Colocan en dos
depresiones
cristalino
de
de
GaG4 ,
una
placa
luego
%
blanca
gotas de
de HCl
to*ue, -
a
un
cada
depresi$n, se !ecla con cuidado con un agitador para eli!inar los $/idos de nitr$geno *ue se for!an , luego a cada depresi$n una soluci$n de @oda!ina B y se adiciona enseguida una gota de la soluci$n e/a!en, y a la otra se agrega una gota de agua, la *ue serir de !uestra en blanco o testigo )8.& 0n ca!bio de coloraci$n del rosado fluorescente de la roda!ina de la depresi$n *ue contiene a
la
soluci$n
e/a!en,
a
un
presencia del i$n anti!onio&
color
ioleta,
indica
la
NOTAS DEL GRUPO II DE CATIONES )2.
:
Fs
i!portante
for!aci$n
de
obserar
sus
!ientras
precipitados,
se
as
sulf#idra, co!o,
de
la sus
coloraciones, ya *ue nos dar una gua de los cationes probables *ue puede contener la !uestra e/a!en&
S($)(r"#:
C"$"rac&'
-ercurio, Cobre, Plo!o Bis!uto Ars"nico, Cad!io y FstaDo Anti!onio
Gegro A!arillo o pardo AnaranEado
Si se for!a un precipitado blanco *ue con el tie!po se torna negro, este corresponde al sulfuro de !ercurio, la aparici$n de una nata de color blanca o a!arillenta, indica la presencia de aufre ele!ental, el cual se #a for!ado
por
la
reacci$n
del
i$n
sulfuro
con
el
i$n
nitrato en un !edio cido&
)%.
: Fl agua sulf#drica se consigue #aciendo burbuEear H %S en un recipiente con agua #asta saturaci$n&
).
: Fl reactio Fstannito de potasio se prepara co!o sigue: A un !l de soluci$n de cloruro estannoso, se le adiciona gota a gota =4H -, #asta *ue apareca un ppdo gelatinoso *ue apenas est" siduelto& Sn²+ + % 4H6
666M
Sn)4H.% + 4H6 666M
).
Sn )4H.² Sn)4H. %6
N& Soluble
: Si al agregar tiocaceta!ida o sulf#idriar aparece un precipitado
negro,
indica
*ue
la
soluci$n
tiene
unos
sulfuros de color negro *ue no an a per!itir obserar el color
del
soluci$n
Cds&
Para
*ue contiene
centrfuga&
eli!inar el
esta
precipitado
interferencia, negro
se
agita
la y
E$ ce'tr)(*ad" es desec#ado y el precipitado se laa con 8 gotas de agua, desec#ndose el agua del laado& Al ppdo se le agrega 9 gotas de H %S4 2,( -, se agita y centrfuga&
os
sulfuros
insolubles
pasan
a
sulfatos
solubles, si *ueda un residuo *ue puede ser el PbS4 *ue es insoluble, el residuo centrifugado produci"ndose
es
*ue *ueda es desec#ado y el
neutraliado
luego
a
con
silfidrar
CH C44H
#asta
-,
saturaci$n,
la
for!aci$n de un ppdo a!arillo confir!a la presencia del i$n cad!io, en for!a de sulfuro de cad!io&
)(.
:
el
-g
debe
disolerse
por
*ue
este
act>a
co!o
reductor del !ercurio *ue se a a adicionar co!o reactio en for!a de cloruro !erc>rico y, #ace *ue precipite el !ercurio
en
for!a
de
cloruro
!ercurioso
y
!ercurio
!etlico dando una apariencia si!ilar a la identificaci$n del estaDo&
)8.
: Fl la depresi$n de la placa de to*ue *ue contiene a la !uestra testigo, no debe de aparecer ca!bio de coloraci$n alguna, sin e!bargo si, la adici$n de GaG4 % se #io en e/ceso
puede
desirtuara
aparecer el
ensayo
una de
coloraci$n la
ioleta,
identificaci$n
del
*ue i$n
anti!onio, por lo *ue se debe considerar:
a&
Go agregar un cristal !uy grande de nitrito de sodio&
b&
Si
se
adiciona
un
e/ceso
de
GaG4 %,
introducir
un
ala!bre de platino caliente en cada depresi$n, antes de agregar
la
roda!ina
para
eli!inar
los
$/idos
de
nitr$geno y desco!poner el cido nitroso *ue se pueda #aberse for!ado, ya *ue esta act>a sobre la roda!ina B& Fl GaG4 % o/ida al anti!onio pasndolo de Sb + al Sb (+
