MARCHA DE CATIONES DE DE UN MINERAL MINERAL I. INTRODUCCION EL análisis cualitativo de cationes se basa en que es posible separar es grupos a los cationes existentes en una muestra liquida (mediante la adición de determinados reactivos denominados de grupo) y, posteriormente, identificar los cationes de cada grupo con la ayuda de reactivos específicos.
II.OBJETIVOS
a. Determinar los cationes existentes en la muestra problema. b. Determinar los diferentes cambios que sufren los compuestos al hacerlos reaccionar.
C. Trabajar en equipo, con cuidado y paciencia. III. FUNDAMENTO TEORICO La marcha analítica es un proceso técnico y sistemático de identificación de iones inorgánicos en una disolución mediante la formación de complejos o sales de color único y característico. Una secuencia de reactivos es más o menos selectivo si se produce con más o menos problemas. Un reactivo es específico (más selectivo) cuando reacciona con muy pocos cationes y aniones. Se van a llamar reactivos generales (menos específicos) cuando reaccionan con muchos cationes y aniones. Se puede cambiar la selectividad de un reactivo por tres diferentes métodos: - Por variación del pH: Ej. el H 2S es un reactivo general que a pH neutro o básico origina precipitados con casi todos los cationes del Sistema del Sistema Periódico; sin Periódico; sin embargo, a pH ácido se produce un efecto ión común, disminuye la concentración del anión S 2- y sólo precipitan a pH ácido los sulfuros más insolubles, que son los sulfuros de los denominados Grupos I y II de la marcha analítica. - Por cambio del estado de oxidación: Ej. el catión Ni 2+ origina un compuesto coloreado de color rosado con dimetilglioxima, con dimetilglioxima, pero pero si tenemos en el medio Fe 2+ con dimetilglioxima genera un color rosado rojizo; sin embargo, si añadimos H 2O2 el Fe2+ pasa a Fe 3+, el cual no reacciona con la dimetilglioxima y podemos detectar el níquel. - Enmascaramiento de cationes: Ej. el Cu 2+ y Cd2+ son dos cationes muy semejantes; sin embargo, se pueden identificar. Si añadimos H 2S precipitan CuS (negro) y CdS (amarillo). Al problema que contiene se le añade KCN, formando Cu(CN) 42- y Cd(CN) 42-, ambos incoloros. Si añadimos H 2S entonces el Cu(CN) 42- no reacciona, ya que es muy
stable; sin embargo, el Cd(CN) 42- es menos estable, reacciona con el H 2S y origina CdS (amarillo).
IV. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES
CENTRÍFUGA
GOTEROS
TRIPODE Y REJILLA
TUBOS DE ENSAYO
REACTIVOS
Muestra problema.
Cromato de potasio.
Hidróxido de amonio 3M.
Agua regia.
Acido nítrico.
Acido clorhídrico .
V. PROCEDIMIENTO Disolución +
3+
2+
Ag , Fe , Cu
Añadir HCl (2N)
Precipitado
Solución
AgCl
3+
2+
Fe , Cu
Blanco Añadir NH4(OH) (2N)
Precipitado
Solución
Fe(OH)3
[Cu(NH3)4]
Pardo-rojizo
Azul
2+
- Añadir 4 a 5 gotas de acido clorhídrico 3M a la muestra problema hasta formación de un precipitado blanco.
-Luego de separarlo se trabaja con el residuo, este se lava con 10 gotas de agua destilada y 1 gota de HCl 3M. luego se agrega 8 gotas de agua caliente y finalmente se lleva a baño maría por un tiempo de 3 minutos.
-Centrifugar la muestra obteniendo nuevamente concentrado y residuo.
-Se trabaja con el concentrado agregándole a este 4 gotas de dicromato de potasio (K2CrO4) se observo que cambio a un color naranja (amarillento) lo q indica la presencia de plomo.
-Se procedió a trabajar luego con el residuo lavando con agua caliente, luego se agrego 10 gotas de hidróxido de amonio (NH4Oh) 3M.
-Luego se obtuvo concentrado y residuo el residuo que se obtuvo fue de color blanco dando como resultado que no se encontró presencia de plomo.
-Por último se trabajo con el concentrado y se agrego 2 gotas de HCl 3M y cambio de color obteniendo un precipitado de color blanco gaseoso, teniendo como conclusión que en nuestra solución hubo presencia de plata(Ag)
VI. CUESTIONARIO 1. Formar las ecuaciones de la identificación de los iones con los agentes utilizados para su identificación. Pb 4 +2Cl
Ag + Cl
Hg 2 +2Cl
PbCl2
AgCl
HgCl2
PbCl2 + K2CrO4
HgCl2+ SnCl2
HgCl2 + SnCl2
PbCrO4 +KCl
2. ¿Por qué el cloruro de plata inicialmente es de color blanquecino para luego transformarse en un precipitado negruzco? Explique El cloruro de plata es inicialmente es de color blanco, se forma de color negruzco porque conforme pasa el tiempo la plata reacciona con la luz y se va volviendo plata metálica y la plata metálica es de un color oscuro.
3. ¿Cuántos tipos de mercurio se conoce en química analítica? ¿Cuáles son? Explique. Se conocen dos tipos de mercurio: El orgánico y el metálico. El mercurio es un metal líquido a temperatura ambiente, inodoro, de color grisplateado brillante, que en la naturaleza aparece en diversas formas químicas. A altas temperaturas es transformado en un gas tóxico, inodoro e incoloro. El mercurio metálico es el líquido de los termómetros. Este metal puede combinarse con otros elementos tales como el cloro, azufre u oxígeno para formar compuestos de mercurio inorgánico o "sales," que son generalmente polvos o cristales blancos. La transformación biológica del mercurio metálico lo convierte en mercurio orgánico (metilmercurio), sustancia tóxica que genera daños a la salud humana. El mercurio nunca desaparece del ambiente, asegurando que la contaminación de hoy será un problema en el futuro; por ello es importante saber si los niños y mujeres embarazadas de nuestro país están realmente expuestos a la contaminación por mercurio y si la misma está afectando su salud. El problema de la exposición suele tornarse complejo por la falta de conocimiento sobre los riesgos y por la carencia de advertencias sobre los niveles de mercurio en los peces colectados en los cuerpos de agua contaminados con este metal. Por lo anterior, en esta página brindamos información básica sobre sus fuentes, distribución y transformación en el ambiente, efectos sobre la salud humana y medidas generales de prevención de la contaminación.
4. Investigue alguna otra marcha analítica para identificar cationes que pertenezcan a otros grupos de la tabla periódica. Grupo I Se toma la muestra problema y se añade HCl 2N. Con este reactivo precipitan los cationes del Grupo I: AgCl, PbCl 2 y Hg2Cl2. Sobre el mismo embudo se añade agua de ebullición, quedando en el papel de filtro el AgCl y el Hg 2Cl2; el Pb2+ se puede identificar añadiendo KI, que origina un precipitado de PbI 2 que se disuelve en caliente, que sirve para identificarlo mediante la llamada lluvia de oro. Sobre el mismo papel de filtro se añade NH 3 2N. En el papel de filtro si existe Hg 22+ y se forma una mancha blanca, gris o negro, que es una mezcla de HgClNH 2 y Hg0. En la disolución se forman Ag(NH 3)2+, que se puede identificar con KI dando un precipitado de AgI amarillo claro.
Grupo II Sobre la disolución que contienen los cationes del Grupo II y siguientes añadimos HCl 2N y se le hace pasar por una corriente de H 2S. Precipitan de este modo los sulfuros del Grupo II: HgS (negro), PbS (negro), Bi 2S3 (pardo), CdS (amarillo), CuS (negro), As 2S3 (amarillo), Sb2S3 (naranja), SnS 2 (amarillo), y quedan sin precipitar los cationes del Grupo III y siguientes. Sobre el mismo papel de filtro podemos añadir NaOH, Na 2S o (NH4)Sx. Con estos reactivos quedan precipitados los cationes del Grupo IIA: HgS, PbS, Bi 2S3, CdS, CuS, y se disuelven los del Grupo IIB: AsS 3-, SbS3-, SnS32-. Sobre el precipitado de los cationes del Grupo IIA añadimos HNO 3 concentrado un poco caliente. Se disuelven todos los precipitados (excepto el HgS): Pb 2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+. El mercurio se puede reconocer disolviendo el precipitado en una mezcla de HNO3 y tres partes de HCl, porque HNO 3 + 3HCl → NO 2Cl + Cl2 + H2O, de tal forma que el Hg2+ + S + 1pta se formaba una amalgama. Si no tenemos 1pta se puede reconocer el mercurio por ver el precipitado negro. A los disueltos se le añade NH 3 concentrado hasta la neutralización. Una vez esté neutralizado añadimos HCl 2N, precipitando el PbCl2 y disolviéndose Bi 3+, Cu2+, Cd3+, a los que añadimos NH 3 precipitando Bi(OH) 3 y quedando Cu(NH3)42+ y Cd(NH3)42+; se puede reconocer disolviéndolo, añadiendo estaño y se forma una mancha negra. Si existe cobre la disolución tiene que tener un color azul intenso, característico del cobre. A continuación añadimos KCN hasta decoloración, de tal forma que el Cu(NH 3)42+ pasa a Cu(CN) 42- y el Cd(NH3)42+ a Cd(CN)42-; añadimos H2S y, si existe cadmio, da un precipitado amarillo de CdS.
Sobre la disolución del Grupo IIB se añade HCl 6N, precipitando el As 2S3 de color amarillo, el cual se puede identificar añadiendo una mezcla de NH 3, (NH4)Cl y Mg2+ (mixtura magnesiana) formándose un espejo de plata en el tubo. En la disolución quedan el Sb3+ y Sn2+, que no hacen falta separar, pues en una placa de gotas se echan unas gotas y un poco de rodamina B; si existe antimonio se debe formar un precipitado de color morado. El estaño no se puede identificar en esta zona, pero se puede analizar al principio de todo el análisis mediante un ensayo a la llama: se coge un tubo de ensayo más pequeño que el problema con agua fría y se pone en una llama; si se pone azul hay estaño.
VII. CONCLUSIONES -Se identificó los cationes brindados en el preparado. -Determinamos el proceso de marchas analíticas de cationes respectivo para los cationes brindados. -Experimentamos en forma práctica los conceptos obtenidos sobre las marchas analíticas de cationes.
VIII. SUGERENCIAS - Utilizar con cuidado y paciencia los instrumentos y reactivos de laboratorio. X. BIBIOGRAFIA
o
Burriel, F. y otros. “Química analítica cualitativa ” Madrid: Editorial Paraninfo, 1978.
o
http://www.google.com
o
http://comunidad.uach.mx/hescobed/grupoIIIAcat.htm
o
http://es.wikipedia.org/wiki/Marcha_anal%C3%ADtica
