UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ
DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y METALURG METALURGIA IA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
QU ÍMICA MI CA A NA L ÍTIC A
INFORME DE LA BORA TORIO 03
IDENTIFICA CIÓN DE CA TIONES DEL GRUP O 2-A “SEPARACIÓN E IDENTIFICA ó G R U P O DEL COBRE”
DOCENTE
: Ing. M.Sc. EDSON YUPANQUI TORRES
ALUMNO
: FIGUEROA TORRES FERNANDO
CÓDIGO
: 101.0802.432
HUARAZ MAYO DEL 2012
INTRODUCCIÓN
El presente informe, respectivo a la segunda práctica de laboratorio denominado “Separación e Identificación de cationes del grupo 2-A ó grupo del cobre”, se refiere a las experimentaciones realizadas en el laboratorio de
Química Analítica La marcha analítica de cationes es una técnica de análisis cualitativo que permite la separación e identificación de los cationes presentes en una muestra. Consiste en una serie de pasos sistemáticos basados en reacciones químicas las cuales nos permiten en primer lugar separar cada catión constituyente de la muestra aprovechando ciertas propiedades particulares como lo es la solubilidad y el pH, y en segundo lugar identificarlos mediante reacciones específicas de cada catión. La separación e identificación de cationes del grupo 2-A, se realizó cuidadosamente según según lo que indica el procedimiento del manual de laboratorio, con la muestra dada por el docente. La marcha analítica se hizo con la finalidad principal de obtener y reconocer si la muestra contenía los cationes de Hg+2; Pb2+; Bi+3; Cu+2 y Cd+2 obteniéndose resultados satisfactorios explicados en el informe. Este informe es de gran importancia para nosotros los estudiantes de química analítica, ya que se parte de la disolución de muestras para realizar los análisis químicos de muestras. Para la experimentación cabe señalar que se realizó cuidadosamente y en forma activa de todos los miembros del grupo; y con los conocimientos adquiridos durante la explicación de la práctica por el docente.
INTRODUCCIÓN
El presente informe, respectivo a la segunda práctica de laboratorio denominado “Separación e Identificación de cationes del grupo 2-A ó grupo del cobre”, se refiere a las experimentaciones realizadas en el laboratorio de
Química Analítica La marcha analítica de cationes es una técnica de análisis cualitativo que permite la separación e identificación de los cationes presentes en una muestra. Consiste en una serie de pasos sistemáticos basados en reacciones químicas las cuales nos permiten en primer lugar separar cada catión constituyente de la muestra aprovechando ciertas propiedades particulares como lo es la solubilidad y el pH, y en segundo lugar identificarlos mediante reacciones específicas de cada catión. La separación e identificación de cationes del grupo 2-A, se realizó cuidadosamente según según lo que indica el procedimiento del manual de laboratorio, con la muestra dada por el docente. La marcha analítica se hizo con la finalidad principal de obtener y reconocer si la muestra contenía los cationes de Hg+2; Pb2+; Bi+3; Cu+2 y Cd+2 obteniéndose resultados satisfactorios explicados en el informe. Este informe es de gran importancia para nosotros los estudiantes de química analítica, ya que se parte de la disolución de muestras para realizar los análisis químicos de muestras. Para la experimentación cabe señalar que se realizó cuidadosamente y en forma activa de todos los miembros del grupo; y con los conocimientos adquiridos durante la explicación de la práctica por el docente.
I.OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:
Lograr la identificación de los cationes del grupo del Cobre en la solución preparada por el docente, mediante mediante la marcha analítica sistemática.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Distinguir los distintos precipitados, colores, y factores que ayudan al reconocimiento de los compuestos formados, que se obtienen mediante reactivos que producen reacciones con los iones del Cu+2, Pb+2, Hg+2, Cd+2 y Bi+3.
Reconocer la presencia de mercurio en una muestra, observando las características físicas del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color blanco o gris que es el Hg en presencia de Hg 2Cl2. pero al final comprobaremos que en nuestra muestra no hay presencia de mercurio.
Reconocer la presencia presencia de Plomo Plomo en una muestra, muestra, observando observando las características características físicas del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color negro que es el Bi . pero al final comprobaremos que en nuestra muestra no hay presencia de Plomo.
Reconocer la presencia de Cobre en una muestra, observando las características físicas del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color blanco o gris que es el Cu 2[Fe(CN)6]. al final comprobaremos que en nuestra muestra si hay presencia de Cu.
Reconocer la presencia de cadmio en una muestra, observando observando las características físicas del precipitado que forma, en este caso observaremos un precipitado de color amarillo que es el CdS en presencia de Hg 2Cl2. pero al final comprobaremos que en nuestra muestra no hay presencia de mercurio.
II.- FUNDAMENTO TEORICO:
Como se sabe en el análisis cualitativo tiene por objeto identificar los componentes de una sustancia, mezcla de sustancias o soluciones, soluciones, y en forma el elemento componente o grupos de elementos están combinados entre si. En la identificación de una sustancia implica su transformación, por lo regular con la ayuda de otra sustancia de composición conocida, en un compuesto nuevo que posee propiedades propiedades características. características.
Para fines del análisis cualitativo los iones de los metales o cationes más comunes se dividen en grupos. Estos grupos están dado un orden y dependen del reactivo precipitante que les corresponda, se puede establecer también que la clasificación se basa en las distintas solubilidades de los cloruros, sulfuros, hidróxidos, y carbonatos. Es por eso los grupos más comunes del análisis de cationes son: 1.- Grupo de la plata 2.- Grupo del cobre 3.- Grupo del arsénico 4.- Grupo del hierro 5.- Grupo del Zinc 6.- Grupo del calcio 7.- Grupo de los metales alcalinos
Reacciones de los Cationes del Grupo del Cobre: Cationes: Cu+2, Pb+2, Hg+2, Cd+2 y Bi+3. Reactivo del grupo: Sulfuro de hidrógeno en presencia de ácido clorhídrico diluido. REACCIONES DEL ION COBRE: Cu. Se utiliza una solución de sulfato de cobre, CuSO 4.
1.- Con sulfuro de hidrogeno: se forma un pp negro de sulfuro de cobre. CuS, soluble en acido nitrico diluido caliente y en soluciòn de cianuro de potasio CuSO4 + H2S
CuS +H2SO4
3CuS+8HNO3
3Cu(NO3)2 +4H2O +2NO +3S
2.- Con solución de hidróxido de sodio: se forma un pp azul de hidróxido de cuprico Cu(OH) 2 .por ebullición se transforma en oxido cuprico de color negro. CuSO4 +2NaOH
Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 + Calor
CuO + H2O
3.- Con solución de hidróxido de amonio: se obtiene un pp celeste de sal básica de cobre, CuSO4 .Cu(OH)2,
soluble
en
exceso
de
reactivo
formándose
el
complejo
tetramincuprico [Cu(NH3)4]SO4 de color azul intenso . 2CuSO4 + 2NH4OH
CuSO4.Cu (OH) 2 + (NH4)2SO4
CuSO4.Cu (OH)2 + (NH4)2SO4 + 6NH4OH
2[Cu(NH3)4]SO4 + 8H2O
sulfato
4.- Con solución de ferrocianuro de potasio: con soluciones neutras o ácidas se forma un pp pardo rojizo de ferrocianuro cúprico, Cu2]Fe(CN)6], soluble en ácidos minerales diluidos . 2CuSO4 + K [Fe(CN)6]
Cu2[Fe(CN) 6] + 2K2SO4
5.- Con solución de cianuro de potasio: se forma un pop amarillo de cianuro cuprico Cu(CN), que se descompone rápidamente en cianuro cuproso, Cu(CN) y cianógeno, (CN), el cianuro cuproso se disuelve en exceso de reactivo formando una soluciòn incolora de la sal compleja, cuprocianuro de potasio, K]Cu(CN)], cuya concentración de iones cobre es tan pequeña que resulta insuficiente para dar, con sulfuro de hidrogeno, un pp (diferencia con el cadmio). 2CuSO4 + 4KCN
2Cu (CN)2 + 2K2SO4
2Cu (CN)2
Cu2 (CN)2 + (CN)2
Cu2 (CN)2 + 6KCN
2K3 [Cu (CN)4]
6.- Con solución de yoduro de potasio: precipita yoduro cuproso se produce de color blanco, CuI. Sin embargo, el yodo liberado tiñe de pardo toda la mezcla. 2CuSO4 + 4KI
Cu2I2
+ 2K2SO4
7.- Con solución de sulfocianuro de potasio o amonio: se produce un pp de color negro sulfocianuro cuprico, Cu (CNS), que pasa lentamente o inmediatamente por adición de soluciòn de acido sulfuroso a sulfocianuro cuproso, Cu (CNS), color blanco. CuSO4 + 2NH4CNS
Cu (CN) 2 + (NH4)2SO4
2Cu (CNS) 2 + H2SO3 + H2O
Cu2 (CNS)2 + 2HCNS + H2 SO4
8.- Con hierro, sise introduce un clavo de hierro en una soluciòn de sal cúprica, se obtiene un deposito de color rojo de cobre. CuSO4 + Fe
FeSO4 + Cu
ENSAYOS POR VIA SECA: 1.- Ensayo al soplete: cuando los compuesto de cobre se calientan con carbonato de sodio sobre carbón, se obtiene cobre metálico rojo sin oxido visible.
2.- Ensayo a la perla: calentando en llama oxidante es verde, en caliente, y azul en frio, en llama reductora es roja.
3.- Ensayo a la llama: verde, especialmente en presencia de halogenuros. REACCIONES DEL ION MERCURIO: Hg +2 Se utiliza una solución de cloruro mercúrico: HgCl2
1.- Con sulfuro de hidrogeno: Inicialmente da un pp blanco de clorosulfuro de mercurio, Hg3S2Cl2, luego cambia a amarillo i finalmente a negro de sulfuro mercúrico, HgS, insoluble en acido nítrico diluido caliente y en soluciones de hidróxidos alcalinos y de sulfuro de amonio. Es soluble en agua regia. 3HgCl2 + 2H2S
Hg3S2Cl2 + 4HCl
Hg3S2Cl2 + H2S
3HgS + 2HCl
3HgS + 2HNO3 + 6HCl
3HgCl2 + 2NO + 3S + 4H2O
2.- Con solución de cloruro estannoso: Se produce un pp blanco de cloruro mercurioso, HgCl, soluble en exceso de de reactivo con desprendimiento de mercurio metálico finamente dividido de color gris. 2HgCl2 + SnCl2
Hg2Cl2 + SnCl4
Hg2Cl2 + SnCl2
2Hg + SnCl4
3.- Con solución de hidróxido de sodio: Inicialmente se obtiene un pp de color rojizo de cloruro básico que luego se convierte, por exceso de reactivo, en oxido mercúrico de color amarillo. HgCl2 + 2NaOH
Hg + HgO + 2NaCl + H2O
4.- Con solución de hidróxido de amonio: Se obtiene un pp blanco de cloruro aminomercurico, Hg (NH2) Cl llamando pp blanco infusible porque se volatiza sin fundir. HgCl2 + 2NH4OH
Hg(NH2)Cl + NH4Cl + 2H2O
5.- Con solución de yoduro de potasio: Se forma un pp de yoduro mercúrico, HgI, soluble en exceso de reactivo dando la sal compleja de mercuriyoduro de potasio. HgCl2 + 2KI HgI2 + 2KI
HgI2 + 2KCl K2 [HgI4]
6.- Con cobre metálico: Al introducir una lámina de cobre en una solución de cloruro mercúrico, esta se cubre de una película gris de mercurio que adquiere, al frotarlo, una apariencia plateada. HgCl2 + Cu
Hg + CuCl2
ENSAYOS POR VIA SECA: Acción del calor: Todos los compuestos del mercurio cuando se caliente en un pequeño tubo de ensayo con un exceso de carbonato de sodio anhidro, dan un espejo gris, constituido por finas gotas de mercurio, en la parte superior del tubo.
REACCIONES CON EL ION BISMUTO: Bi +3 Se utiliza una solución de nitrato de bismuto: Bi(NO 3)3
1.- Con sulfuro de hidrogeno: Se produce un pp pardo de sulfuro de bismuto, Bi 2S3, Insoluble en ácidos diluidos en frio y en solución de sulfuro de amonio, soluble en acido nítrico diluido caliente y en acido clorhídrico concentrado a ebullición. 2 Bi(NO3)3 + 3H2S
Bi2S3 + 6HNO3
Bi2S3 + 8HNO
2 Bi(NO3)3 + 2NO + 3S + 4H2O
2.- Con solución de hidróxido de sodio: Se produce un pp de hidróxido de bismuto, Bi(OH) 3, soluble en ácidos. Por ebullición se torna blanco- amarillento debido a la deshidratación parcial. Si a este pp se le agrega peróxido de hidrogeno, se produce acido bismutico de color pardo. Bi2S3 + 3NaOH
Bi(OH)3 + 3NaNO3
Bi(OH)3 + Calor
Bi(OH) + H2O
BiOH + H2O2
HBiO3 + H2O
3.- Con solución de hidróxido de amonio: Se obtiene un pp blanco de sal básica de bismuto (BiO) NO3, insoluble en exceso de reactivo en exceso de reactivo a diferencia del cobre y del cadmio. Bi2S3 + 2NH4OH
(BiO)NO3
+
2NH4NO3 + H2O
4.- Con solución de yoduro de potasio: Se obtiene un pp pardo de yodurote bismuto, BiI, soluble en exceso de reactivo, dando una solución amarilla de sal compleja de tetrayoduro de bismuto y potasio, K {BiI4]. El complejo se descompone por dilución dando primero un pp de yoduro y luego un pp anaranjado de yoduro básico, (BiO) I Bi(NO3)3 + 3KI
BiI3
BiI 3 + KI
K [BiI4]
K [BiI4]
BiI3 + KI
BiI3 + H2O
+ 3KNO3
(BiO) I + 2HI
5.- Con solución de estannito de sodio: En soluciones frías se obtiene un pp negro de bismuto finamente dividido. El reactivo se prepara agregando una solución de hidróxido de sodio a una solución de hidróxido se sodio a una solución de cloruro estannoso hasta que se disuelva el pp inicial blanco de hidróxido estannoso. Sn(OH)2 2NaOH 2Bi(NO3)3 + 6NaOH + 3Na2SnO2
Na2SnO2
+ 2H2O
2Bi + 3Na2SnO2 + 6NaNO3 +3H2O
6.- Con agua: las soluciones de sales de bismuto al vertirse sobre gran volumen de agua se produce un pp blanco de una sal básica de bismuto, soluble en ácidos minerales diluidos e insolubles en ácido tártrico (diferencia del antimonio) y en soluciones de hidróxidos alcalinos(diferencia del estaño). Bi(NO3)3
+ H2O
(BiO)NO3 + 2HNO3
BiCl 3 + H2O
(BiO)Cl + 2HCl
ENSAYOS POR VIA SECA: Ensayo al soplete: Cuando un compuesto de bismuto se calienta sobra carbón con carbonato de sodio, en la llama de un soplete, se obtiene un regulo quebradizo de bismuto metalico, rodeado por una incrustación amarilla de oxido.
REACCIONES DEL ION CADMIO: Cd +2 Se utiliza una soluciòn de sulfato de cadmio: CdSO 4.
1.- Con sulfuro de hidrogeno: Se obtiene un pp amarillo de sulfuro de cadmio, CdS, soluble en ácidos nítricos y sulfúricos diluidos y en caliente (diferencia con el cobre); es insoluble en soluciòn de cianuro de potasio (diferencia con el cobre). CdSO4 + H2S
CdS
H2SO4
2.- Con solución de hidróxido de sodio: Se obtiene un pp. Blanco de hidróxido de cadmio, Cd(OH)2, insoluble en exceso de reactivo. CdSO4 + 2NaOH
Cd(OH)2 + Na2SO4
3.- Con soluciòn de hidróxido de amonio: Se obtiene un pp blanco de hidróxido de cadmio, Cd(OH)2, soluble en exceso de reactivo dando una sal compleja de sulfato tetra amín cádmico, [Cd(NH3)4]SO4 (diferencia del plomo y bismuto). CdSO4 + 2NH4OH
Cd(OH)2 + (NH4)2SO4
Cd(OH)2 + (NH4)2SO4 + 2NH4OH
[Cd(NH3)4]SO4 +
4H2O
4.- Con solución de cianuro de potasio: Se obtiene un pp blanco de cianuro de cadmio, Cd(CN) 2, soluble en exceso de reactivo dando el complejo de cadmiocianuro de potasio. K 2 [Cd(CN)4]. Por disociación del complejo, se produce una concentración suficiente grande de iones de cadmio dando con el sulfuro de hidrogeno un pp amarillo de sulfuro de cadmio (diferencia del cobre). CdSO4 + 2KCN Cd (CN) 2 + 2KCN K2 [Cd (CN)4] + H2S
Cd(CN)2 + K2SO4 K2 [Cd(CN)4] CdS + 2KCN + 2HCN
5.- Con soluciòn de sulfocianuro de amonio: No se produce ningún pp (diferencia con el cobre).
ENSAYOS POR VIA SECA: Ensayo al soplete: Todos los compuestos de cadmio, cuando se calienta sobre carbón con carbonato de sodio, dan una incrustación parda de oxido de cadmio, CdO.
DESCRIPCIÓN DE LA MARCHA Los iones Cu+2, Pb+2, Hg+2, Cd+2 y Bi +3. Precipitan por acciòn del sulfuro de hidrogeno, en forma de sulfuros: CuS, PbS, HgS, CdS y Bi 2S3. La separación y reconocimiento de ellos se basa en los siguientes hechos:
1.- El HgS es insoluble en HNO 3 diluido, los sulfuros de plomo, cobre, bismuto y cadmio se disuelven con formación de nitratos. 3PbS + 8HNO3
3Pb(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O
Bi2S3 + 8HNO3
2Bi(NO3)3 + 2NO + 3S + 4H2O
2.- Una reacción que confirma la presencia de mercurio, se basa en la transformación de HgS, mediante agua regia, en HgCl2, y la reducción de este ultimo con soluciòn de SnCl 2. La formación de un pp blanco o gris confirma la presencia de mercurio. 3HgS + 2HNO3 + 6HCl 2HgCl2 + SnCl2
3HgCl2 + 3S + 2NO + 4H 2O Hg2Cl2 + SnCl4
Hg2Cl2 + SnCl2
2Hg + SnCl4
3.- El filtrado del tratamiento con acido nítrico contiene los nitratos de plomo, bismuto, cobre y cadmio. Pb(NO3)2, Bi(NO3)3, Cu(NO3)2 y Cd(NO3)2.
4.- La adiciòn de un exceso de soluciòn concentrada de hidróxido de amonio, conduce a la precipitación del Pb(OH)2 y Bi(OH)3 y la formación de sales complejas solubles de [Cu(NH3)4](NO3)2 y [Cd(NH3)4](NO3)2. Pb(NO3)2 + 2NH4OH
Pb(OH)2 + 2NH4NO3
Bi(NO3)3 + 3NH4OH
Bi(OH)3 + 3NH4NO3
2Cu(NO3)2 + 2NH4OH
Cu(NO3)2.Cu(OH)2 + 2NH4NO3
Cu(NO3)2.Cu(OH)2 + 2NH4NO3 + 6NH4OH Cd(NO3)2 + 2NH4OH
2[Cu(NH3)4](NO3)2+ 8H2O
Cd(OH)2 + 2NH4NO3
Cd(OH)2 + 2NH4NO3 2NH4OH
[Cd(NH3)4](NO3)2 + 4H2O
5.- El filtrado del tratamiento con exceso de NH4OH, se puede contener los complejos amoniacales de cobre y cadmio. Si la solución es incolora está ausente el cobre. El pasaje de H2S por la solución compleja precipita CdS de color amarillo. [Cd(NH3)4](NO3)2 + H2S + 2H2O
CdS + 2NH4NO3 + 2NH4OH
Si el cobre esta presente la solución de es color azul intenso. Se divide en dos porciones desiguales. A la porción menor la adición de ácido acético descompone el complejo en Cu (NO3)2 y CH3COONH4; la solución de K4 [Fe (CN)6] produce un pp pardo rojizo de Cu2 [Fe (CN)6]. [Cu (NH3)4](NO3)2 + 4CH3COOH K4 [Fe (CN)6] + 2Cu (NO3)2
Cu (NO3)2 + 4CH3 COONH4 Cu2 [Fe (CN)6] + 4KNO3
La adición de un exceso de solución de KCN, a la porción mayor del complejo amoniacal, convierte los complejos amoniacales en los cianuros complejos, incoloros: cuprocianuro de potasio, K3 [Cu (CN)4] y cadmio-cianuro de potasio, K2 [Cd (CN)4]. 2[Cu (NH3)4] (NO3)2 + 10KCN + 8H2O [Cd (NH3)4](NO3)2 + 4KCN + 4H2O
2K [Cu (CN)] + 4KNO + (CN) + 8NHOH K2 [Cd (CN)4] + 2KNO3 + 4NH4 OH
Con el cupro-cianuro de potasio, la concentración de los iones cuprosos producidos por la ionizaciòn secundaria del ion complejo, [Cu(CN)] , es insuficiente para alcanzar el producto de solubilidad del CuS en soluciòn de HS, y por tanto no hay precipitación. Por otra parte, el cadmiocianuro de potasio es relativamente inestable, y la concentración de los iones cadmio que proviene de la disociación secundaria del [Cd(CN)] es suficiente para sobre pasar el producto de solubilidad del CdS cuando se hace pasar por la soluciòn HS lográndose su precipitado. K3 [Cu (CN)4]
3K+ + [Cu (CN4)-3]
3K+ + Cu+ + 4CN-
K2 [Cd (CN) 4]
2K+ + [Cd (CN) 4]-2
2K+ + Cd+2 + 4CN-
6.- El residuo del tratamiento con exceso de NH4OH puede contener Pb(OH)2 y Bi(OH)3. El calentamiento con 5ml de soluciòn de NaOH conduce a la solubilizaciòn del Pb(OH) 2 formándose plúmbito de sodio incoloro, mientras que el Bi(OH) 3 permanece inalterable. La adiciòn, al filtrado incoloro, de acido acético y luego soluciòn de K 2CrO4 precipita PbCrO4 de color amarillo. Pb(OH)2 + 2NaOH
Na2PbO2 + 2H2O
Na2PbO2 + 4CH3COOH Pb(CH3OO)2 + K2CrO4
Pb(CH3OO)2 + 2CH3COONa + 2H2O PbCrO4 +
2CH3COOK
La adiciòn, al residuo de Bi(OH)3, de soluciòn de estannito de sodio reduce el Bi(OH) 3 a bismuto metalico y oxidándose el estaño a estannato de sodio. 2Bi(OH)3 + 3Na2SnO2
2Bi + 3Na2SnO3 +3H2O
III.-
MATERIALES, INSTRUMENTOS, REACTIVOS UTILIZADOS:
MATERIALES:
02 Vasos de precipitación de 150ml. 02 Matraces Erlenmeyer de 150ml. 04 tubos de ensayo 01 Agitador de vidrio. 01 Embudo. 01 gradilla de tubos 01 Cocina eléctrica. 01 Pipeta graduada de 10ml 01 Frasco lavador Papel filtro
REACTIVOS
HCl cc NH4OH 2N NH4OH 3N HNO3 CC KI AL 0.5N CH3COOH K2CrO4 H2SO4 cc K4(Fe(CN)6) Na2S Na2HPO4 H2S NH4Cl NaOH 3N HNO3 SnCl2 0.2M CH3COONH4 cc CH3COOH 6M Na2SnO2 (SnCl2 + NaOH ) HNO3 2N Na2HPO4 KCNa H2O2 al 3%
EQUIPOS
Y
IV, PROC E DlMlE NTO I
Ajuste le la ncicfez:
’'
’'’'
:
,! !.
.
’ -
'.
,
!
' r''
’, ’
mis-
’ '
)
.‹ :
.
,
’, !
'
'‹ !
. .’
-
.// Precipitación de los cntioncs ‹Jet grupo ll
’
! '
'
. '. ,
L
'
•
, .!
’ ' ’ ,
.
'.
.'.
'.’
!
.' ' ,
', ’ .
.. '' '_ ,
'''
‹
" ' :
[Sr›Cl,”"] + 2S”' -- › 6Cl + SnS,
pp art›arillo
2H AsO‹ + SS ' + 12H.›O" m 20H O + S + As_S.,
pj› ar» arillu
Observe las reacciones de forrt›ación ‹le los sulfuros del s‹›bgrupo II B, a partir dc complejos. todcs éstos con su máxima valencia. debi‹Jo n la oxidación cun H.O_ pcru al pusar H;S (agente redr›ctoi ) re‹tuce al Sb y As”' a Sb" y /\ ”' ie peclivur» ente, en cnn›bío el Sn no es afecta‹Jc por el poder reductor del H,S, debi‹Jo a que el medio clebe ser débilrt›enle ñcido y no fuertemente ñcido (debido BI carúctB'f i3f\ fótcro del Sn).
La solución filtrado se hierve inmediatamente pam expulsar el exceso de H S y para concentrar la sclución que contiene los ca tiones del grupo III al V, si la muestra solo contiene ca tiones del grupc ll, ésta filtrado se elimina Si no se elimina el H 5 por ebullición, este puede oxi‹Jarsc a SO‹”' y ;›recipitnr inmediatamente el Oa, Ba y Sr. Puede ocurrir que al concentrar el filtrado, se formen precipitadas amarillos de As S que haya pasarlo, esto ocurre con frecuencia, entonces se añade 2 gotas de HCl cc. y se pasa una corriente de H.•S y se continúa la ebullición hasta precipitación total del As,S y expulsión Jet H,S. Se flllra el precipitado y se comprueba el /\s conforme se indicnrñ en el subgrt›po II B.
el lillr‹i‹Iu ‹Jxor›to rl‹' lurL›idez y precipila‹1‹›s se g‹inrüa en un fr‹is‹:D rotula‹Jo (solución -cgrr‹pus III al V) Lavnr los prccipitra‹Jos con ag‹ia s‹ilfldricada
(se prepara satr›r‹ando con H..S, aqu.n l›crvi‹Jr› y NH«NO o NH‹CI), por 3 ñ 4 veces, c‹›n éste liq« i‹J‹› ‹le lavaJc se in›picJc la uxidaciór› a sulfnl‹›s cte los prccipilad‹›s y se evita la forn›aciún dc c‹›lui‹Jcs 3, Separación do los subgrupos del Cobre y del Arsénico
Los precipitaJ‹›s insolubles son sulfuros del subgrupo del Ccbre que
dobon ai» lizarsc ul momento. por que ci› contacte con cl oxigc‹›u ‹Jet aire se oxi‹Jan a sulfatos, si so guardan hacerlo fuera del contacto clel aire (tubo tapa‹Jo)
.‹ ›s
el i,) s . en i,i ›. i›..,
Preparación del (NH ),S,.
Iclcntific.a c ion Jet su bgrupo II-A o su bgrupo dcl cobre
4
Separación del HgS le los restantes s ulf‹›ros
’›
Rec oi1ocii11ic³nl o ‹lot Ug' <' (]‹||j|‹ ‹C)f] ’.||J |i‹’((‹(’‹| ’.› 3f]||‹’( Í.
•
(!
' ‹ ' (!| y'(’
f f)|.’ f) '|||
f
( j:› Í].| !’.. (.'›( J ‹:t!t’'..]!|() |(t]‹1jCjtJ|L f !,› ' ÍC íj[;L’ ,9[l t".Í?J ‹'X|’?!||
, ,!
!. )
. . ’.
,
. '
)
’.
’
’
’
’
,’
.
’ .
.
.
.
’'
' ‹ t() |
•
-
( ‹ ”.||
, › . '. |
'i.’||Í|f'':*| f!|. ‹ v'.›|
.!
'’
!
‹
’
.
.
,
f›
Sc j›.3rncion ‹Jc•l [›loi1›o clcl l›isr 1›uto, cohrc y cnclnJio
C.‹J¡ NCJ . i I l, ×O ,
/'
.
Ü‹l±O: + ?'l INO ,
l‹Jer›tificucion o rcconocim icr›to del plomo
ü". Sc j›‹ar.a ción dcl L›isinuto, Jet coL›rc y cadn›io
s.‹.›ltir.i‹›l i
IcJcntific.a ción o reconociri› iento del bismuto
10.
Idet›tificación o
reconocimiento del cobre
5.CONCLUSIONES:
Se determinó la separación e identificación de los cationes del sub grupo II-A
(Cd 2 ;Cu 2 ; Hg 2 ; Pb2 ; Bi3 )
Se llegó a comprobar los colores de identificación de cada uno de los cationes, con la cual se puede determinar a presencia o ausencia de cada uno de los cationes.
Cada uno de los cationes tienen una forma diferente de reaccionar con cada elemento precipitante, o mediante la combustión ya que algunos de ellos son volátiles.
Evitar los excesos y las pérdidas de muestra y reactivos, ya que se pueden perder elementos.
Mayor observación en los colores de los precipitados y las soluciones, ya que mediante cada uno de los colores mostrados se puede percibir la presencia o ausencia de cada catión.
6.RECOMENDACIONES No se debe utilizar los reactivos en exceso
Debemos seguir en forma sistemática todos los pasos de la marcha analítica.
Se deben utilizar los reactivos con mucho cuidado, especialmente los ácidos concentrados.
1. BIBLIOGRAFÍA:
Arribas S., MJ. Álvarez. ……………………………. “Inst. Química Analitica”. 1988. Madrid, España.
Burriel F.F. Lucena, S. Arribas…………………… ”Química Analítica Paraninfo, Madrid 1979 cualitativa”. Ed. Burriel F. Hernández Méndez…………………... ”Química Analítica cualitativa”. XV Ed. Madrid 1992.
Harvey E.D.……………………………………………….. “Química Analítica
Moderna”. Ed.Mc Graw Hill S.A. 2002.
APENDICE
8.CUESTIONARIO: 1. Establezca las reacciones químicas de separación e identificación de los cationes del sub grupo II-A, anotando las observaciones realizadas en cada caso. a) Aju ste de acidez: 1. 2 H 2O2
calor
2 H 2 O O2
La reacción de oxidación del Sn
2
Sn 4 , por acción del H O , es:
2
2
2 O2 2 6Cl SnCl 6 6 H 2 O
2. 4 H 3O Sn
El calentamiento con HCl destruye los iones NO3 , y reduce al Cr
6
Cr
3
: 2
3 3. 16 H 3 O 2CrO4 6Cl 2Cr 3Cl 2 24 H 2 O
Papel de tornasol: azul (alcalina) b) Precipi tación de cationes del gr upo I I :
Al agregar Na2 S forman los siguientes sulfuros:
1. Hg 2 S 2 HgS
pp. Negro. 2
2. Pb
S
2
PbS
pp. Negro.
2
3. 2 Bi
3
3S 2 Bi 2S 3
pp. Pardo. 4. Cu
2
S
2
CuS
pp. Negro. 5. Cd
2
S
2
CdS
pp. Amarillo. 1
6. 2(SbCl 6 ) 3S
7.
2
SnCl 6
2S
2
2
6Cl Sb2 S 3
pp. Amarillo.
6Cl SnS 2
pp. Amarillo.
8. 2 H 2 AsO4 5S 2 12 H 3O 20 H 2O S As2 S 3
pp. Amarillo.
c) Separación del HgS :
1. 3 PbS 8 HNO3 3 Pb( NO3 )2 2 NO S 4 H 2O 2. Bi2S 3 8 HNO3 2 Bi( NO3 )3 2 NO S 4 H 2O
3. 3CuS 8 HNO3 3Cu( NO3)2 2 NO S 4 H 2O 4. 3CdS 8 HNO3 3Cd ( NO3 ) 2 2 NO S 4 H 2O d) Reconocimiento del Hg
2
:
1. 3 HgS 2 HNO3 6 HCl 3 HgCl 2 2 NO 3S 4 H 2O Se le agrega una moneda:
2. HgCl 2
Cu
Hg
CuCl 2
La moneda presenta un color plateado brillante, quiere decir que existe presencia de mercurio. Se le agrega
SnCl 2
3. SnCl 2
2 HgCl 2
:
Hg 2Cl 2
SnCl 4
En exceso de SnCl 2 : 4. SnCl 2
Hg 2 Cl 2
2 Hg
SnCl 4
e) Separación del pl omo, bismuto y cadmi o:
1. Pb( NO3 )2 H 2 SO4 PbSO4 2 HNO3
pp. Blanco.
2. 2 Bi( NO3 )3 3 H 2 SO4 Bi2 (SO4 )3 6 HNO3
Solución.
3. Cu( NO3 ) 2 H 2 SO4 CuSO4 2 HNO3
Solución.
4. Cd ( NO3 )2 H 2 SO4 CdSO4 2 HNO3
Solución. f) I dentif icación del plomo:
1. PbSO4 2CH 3COONH 4 Pb(CH 3COO) 2 ( NH 4 ) 2 SO4 2. Pb(CH 3COO) 2 K 2 CrO4 PbCrO4 2CH 3COOK
pp. Amarillo. g) Separaci ón del bismuto, cobre y cadmio:
1. Bi2 (SO4 )3 6 NH 4OH 2 Bi(OH ) 3 3( NH 4 )2 SO4
pp. Blanco coposo. 2. 2CuSO4
2 NH 4OH
CuSO4 .Cu(OH ) 2
( NH 4 )2 SO4
3. CuSO4.Cu (OH ) 2 ( NH 4 ) 2 SO4 6 NH 4OH 2Cu( NH 3 ) 4 SO4 8 H 2O
Complejo soluble azul. 4. CdSO4
2 NH 4CH
Cd (OH ) 2
( NH 4 ) 2 SO4
5. Cd (OH ) 2 ( NH 4 )2 SO4 2 NH 4OH Cd ( NH 3 )4 SO4 4 H 2O
Complejo soluble incoloro. h) I dentif icación del bismuto:
1. Na2SnO2 Bi(OH )3 2 Bi Na2SnO3 H 2O
pp. Negro.
2. Bi( NO3 )3 Na2 HPO4 BiPO4 NaNO3 H 2O
pp. Blanco cristalino.
3. Bi( NO3 )3 3 H 2 S Bi2S 3 6 HNO3
pp. Pardo. i) I denti fi cación del cobre:
1. K 4 Fe(CN)6 4 K Fe(CN )4 6 2. Fe(CN )4 2 2 Cu2 Fe(CN ) 6 6 Cu
pp. Pardo rojizo.
j) I dentif icación del cadmio:
2
2
1. Cd ( NH 3 )4 SO4 Cd ( NH 3 )4 SO4
2. Cd ( NH 3)42 Cd 2 4 NH 3 3. Cd
2
S
2
CdS
pp. Amarillo. 2. ¿Qué otras reacciones de identificación puede sugerir para cada catión?
1. 3 HgS 2 NHO3 6 HCl 3 HgCl 2 2 NO 3S 4 H 2O 2. Sn(OH ) 2
2 NaOH
Na2 SnO2
2 H 2O
3. Bi( NO3 )3 Na2 HPO4 BiPO4 NaNO3 H 2O 4. Cd (CN ) 42 Cd 2 4CN
3. haga un r esumen esquematico de la marcha analítica del subgrupo I I A
MARCHA ANALÍTICA DE CATIONES DEL GRUPO II-A DEL COBRE
Aproximadamente 75 ml de solución preparada. MUESTRA (Hg+2; Pb2+; Bi+3; Cu+2; Cd+2; As+3; Sb+3; Sn+2). + Agregar 3-5 gotas de H2O2 al 3% - hervir hasta ½ volumen. + Agregar 3-5 gotas HCl cc –herbir 10 minutos. + NH4OH 2N-(solucion alcalina). + HCl cc( 1 gota de HCl cc/mL soluc muestra)(ph=0.5). Calentar la muestra próxima as ebullición . + H2s(Na2S) hasta precipitación completa. + H2O destilada fría igual al volumen de la muestra. + H2S (Na2S) hasta precipitación completa-filtrar. Precipitado
Solución
Grupo II Subgrupo II-A: HgS; PbS; Bi 2S3; CuS; CdS Subgrupo II-B: Sb 2S3; SnS2; As2S3
Lavar 3 veces los pp con agua sulfurada(Na 2S) y NH4Cl + 5mL NaOH 3N-calentar y filtrar
Precipitado
Muestra general:_ III,IV,V-hervir 10 min-guardar La solución se desecha (comprobar si la precipitación fue completa)
Solución
Subgrupo II-A: HgS; PbS; Bi 2S3; CuS; CdS
Lavar el pp con agua sulfurada(Na 2S) y NH4Cl + 10 mL HNO3 (1:2)-hervir 1 min y filtrar
HgS Pasar a un vaso +
1 mL Agua regia- hervir
Subgrupo II-B: Sb 2S3; SnS2; As2S3(guardar)
Pb(NO3)2; Bi(NO3)3; Cu(NO3)2; Cd(NO3)2
+ 2-5 gotas H2SO4 cc Hervir 5 min (aparición de humos blancos)filtrar
+
2 mL Agua destilada Precipitado HgCl2
A) HgCl2-fria + Gotas SnCl2 0.2 M Hg-H g2Cl2 Pp. Blanco-Gris-negro
B)HgCl2 (vaso) + Moneda de cobre limpia-calentar Hg moneda plateada
Solución
