MARCHA ANALÍTICA DE CATIONES GRUPO 1
OBJETIVO
Reconocer los cationes del grupo 1
Identificar cada uno de los cationes del grupo 1
Reconocer el reactivo de grupo
Reconocer las condiciones en que se lleva a cabo su reconocimiento
FUNDAMENTO TEÓRICO
El grupo 1 de cationes forma precipitados blancos de cloruros insolubles por la acción del reactivo HCl aprox. Entre 2M y 6M.
HCl (ac) + Ag+ H+ Ag Cl precipitado blanco
HCl (ac) +Pb+2 2H+ + Pb Cl2 precipitado blanco
HCl (ac) + Hg22+ 2H+ + Hg2Cl2 precipitado blanco
Cuando la concentración de ion es cloruro es (106- M) pequeña, el cloruro de plomo no precipita completamente.
Cuando la concentración de los iones cloruro presentes es mayor, este solubiliza a los cationes Ag+ y Pb2+ y se forma complejos solubles (efecto del ion común ) y por lo tanto los precipitaciones son incompletos:
Ag+ + Cl- Ag Cl2- (complejo soluble)
Pb+2 + 2Cl- PbCl-4 (complejo soluble)
El fundamento de la separación de cationes del grupo 1 se basa en la solubilidad de los cloruros en NH3 o agua.
El PbCl2 es separado de los cationes del grupo 1 por su solubilidad en agua, el cual aumenta aun más en caliente.
El AgCl y Hg2Cl2 se comporta frente al amoniaco así:
Hg2Cl + 2NH3 (Ag(NH3)2) + + Cl-
El Hg2Cl2 tiene un comportamiento de auto-oxidación-reducción dando una mezcla blanca de cloro-amonio-mercurio y otra negra de mercurio metálico
Hg2Cl + 2NH3 Ag(NH3)Cl + Hg + NH+4 + Cl-
PRATE EXPERIMENTAL
MATERIALES
Gradilla con tubos de ensayo
Pinza de madera
Piceta con agua destilada
Varilla de vidrio
Guantes
baño maria
Pro-pipeta
Papel tornasol
REACTIVOS
Sol. HCl 3M
Sol. AgNO3 0.25 M
Sol. Hg2 (NO3)2 0.25M
HNO38(c)
NH4OH 6M
NH4OH 15M
PROCEDIMIENTO
Preparar solución de AgNO3,Pb(NO3)2 y HG2(NO3)2 0.25M
Medir aprox. 1 ml de cada solución.
Realizar los siguientes ensayos químicos:
Ión Hg2+2
Añadir 2 gotas de HCl 6M Agitar, centrifugar, lavar el precipitado.
Adicionar 1ml agua destilada y llevar a B.M. comprar la solubilidad con los dos iones anteriores. Reacción de separación.
precipitado adicionar NH4 OH 6M Agitar, reacción de identificación.
Observaciones
Al agregar ácido clorhídrico al nitrato de mercurio, se forma un precipitado lechoso color blanco.
Después de llevar a baño Maria, las partículas se suspendieron en la superficie.
Al agregar hidróxido de amonio se formó un precipitado de color plomo que comprobaba la presencia del ion Hg2+2
Reacciones Química
Hg2 (NO3)2+ 2 H Cl H2 Cl2 + 2HNO3
Hg2Cl2+2 NH4 OH Hg +Hg (NH2) + NHg Cl + 2 H2O
Kps de cada precipitado Kps (Hg2Cl2)= 3.5 x 10-18
Complejos químicos No se forman complejos
SITUACIONES PROBLEMÁTICAS
2.- ¿De qué depende la solubilidad de cada uno de los iones?
La solubilidad es la cantidad de sal que se disuelve para obtener una solución saturada, puede variar dependiendo del medio, de los iones en la solución de las reacciones acopladas y de la temperatura.
En generar la solubilidad de una sal disminuye en presencia de un segundo soluto que aporta un ion común. Esto se debe a que dichos iones comunes participan en el equilibrio, desplazándolo hacia reactivos (produciendo más sal)
Al cambiar la temperatura cambia Kps y por ende cambia la solubilidad. Si se forman complejos con los iones agregados, la solubilidad aumentara notablemente. Como regla general las sales que contienen metales en presencia de bases de Lewis idóneas aumentan su solubilidad si forman complejos con estas últimas.
3._ ¿Es necesario llevar a baño maría los precipitados? ¿Por qué?
Sí es necesario para saber si es soluble a ciertas temperaturas como también sirve para conseguir temperatura uniforme a una sustancia liquida o para calentarla lentamente y hacer que la reacción precipite.
4. ¿Cuál es el reactivo de grupo y por qué se llama así?
Grupo I
Se toma la muestra problema o alícuota y se añade HCl 2N. Con este reactivo precipitan los cationes del Grupo I ( Plata (I),Plomo (II) y Mercurio (I)): AgCl, PbCl2 y Hg2Cl2. Sobre el mismo embudo se añade agua de ebullición, quedando en el papel de filtro el AgCl y el Hg2Cl2; el Pb2+ puede identificar añadiendo KI, que origina un precipitado de PbI2 que se disuelve en caliente, que sirve para identificarlo mediante la llamada lluvia de oro.
Sobre el mismo papel de filtro se añade NH3 2N. En el papel de filtro si existe Hg22+ y se forma una mancha blanca, gris o negro, que es una mezcla de HgClNH2 y Hg0. En la disolución se forman Ag (NH3)2+, que se puede identificar con KI dando un precipitado de AgI amarillo claro.
6.- ¿Cuál de los precipitados formados es más solubles? Ordénalos en orden creciente de solubilidad, utilizando los valores de solubilidad de cada precipitado.
1ero : PbCl2 -2.4 x 10 -4
2do : Ag Cl - 1.5 x 10 -10
3ero : Hg2Cl2 - 3.5 x 10 -18
7.- Todos los precipitados físicamente ¿Son iguales? Describa cada uno de ellos.
Son distintos por su composición química pero a simple vista cada precipitado tiene un color diferente:
AgCl : color oscuro
Hg2Cl2 : color anaranjado
PbCl2 : color oscuro
8. ¿Qué es un precipitado? Explique las clases de precipitado
Un precipitado es el sólido que se produce en una disolución por efecto de cristalización o de una reacción química. A este proceso se le llama precipitación. Dicha reacción puede ocurrir cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado.En la mayoría de los casos, el precipitado (el sólido formado) baja al fondo de la disolución, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso, flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.
Precipitado coloidal
Está formado por partículas muy pequeñas, que no precipitan por efecto de la gravedad, por lo cual, la disolución tiene un aspecto turbio. Estas partículas no pueden separarse del disolvente mediante el papel de filtro, ya que, debido a su pequeño tamaño, atraviesan la trama de éste. Este tipo de precipitado se forma si la sobresaturación es grande, puesto que la velocidad de nucleación también lo es, y se forman muchos núcleos que crecen poco.
Precipitado coloidal
Precipitado cristalino
Las partículas que forman el precipitado son grandes y la disolución queda transparente. Este precipitado se forma si la sobresaturación es pequeña, porque la velocidad también lo es, y se forman pocos núcleos que crecen mucho.
Precipitado cristalino
10.- ¿Qué relación existe entre los valores de Kps y su solubilidad?
Son directamente proporcionales, es decir, a mayor valor de Kps significa que mayor es la solubilidad del compuesto.
11.- ¿De qué factores depende la formación de precipitados?
Concentración de iones correspondientes, o moléculas si es neutro (productos orgánicos, por ejemplo). Constante del producto de solubilidad del compuesto que deseas precipitar Temperatura del medio (la solubilidad aumenta con la temperatura; a T bajas, más fácil la precipitación) Presencia de núcleos de precipitación (si hay sólidos preexistentes en la mezcla, el precipitado se va depositando sobre ellos)
12. ¿Por qué se forma un precipitado?
El precipitado es una sustancia que se forma cuando un sólido se deposita en el fondo de un recipiente debido a que ha tenido lugar una reacción química o que se ha superado la saturación de la disolución. Dicha precipitación puede producirse por evaporación parcial del disolvente de forma que la disolución resultante supere la saturación, por adición de una sal que contenga un ión común con la sustancia disuelta, o mediante la reacción química entre disoluciones solubles pero que contienen iones que dan lugar a sustancias insolubles.
CONCLUSIONES
En la marcha analítica de cationes del grupo I, la reacción de los iones plomo (II) con el ácido clorhídrico origino la formación de un precipitado de color blanco, que a su vez es soluble en agua caliente, conclusión que concuerda con la base teórica de Voguel, Arthur (2007, Química Analítica Cualitativa) el cual también nos indica que las características de la mencionado agua caliente es de 33.4 g/l a 100°C de temperatura.
Se pudo concluir que las reacciones para iones mercurio (I) forman un precipitado lechoso de color blanco y que según las bases teóricas de Voguel, Arthur (2007, Química Analítica Cualitativa) este precipitado es insoluble, condición demostrada en el laboratorio ya que después de someter la muestra a baño maria, las partículas se suspendieron en la superficie.
Se concluyó que lo desarrollado en el laboratorio para la identificación del ion plata se realizó de manera optima y que coincidieron con las bases teóricas de Voguel, Arthur(2007, Química Analítica Cualitativa) que indican que para el ion plata la reacción de ácido clorhídrico con el nitrato de plata forman un precipitado de color blanco y que el ácido nítrico neutraliza el exceso de amoniaco reapareciendo así el precipitado demostrando la existencia de ion plata en el compuesto.
APORTE AMBIENTAL
La contaminación por los Cationes (Ag+, Pb+2, Hg+2) puede derivar en diversos efectos a la salud y al ambiente, dependiendo del elemento en particular.
Efectos del Plomo sobre la salud
El plomo es uno de los cuatro metales que tienen un mayor efecto dañino sobre la salud humana. Este puede entrar en el cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y aire (15%).
El Plomo puede entrar en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías. Esto es más común que ocurra cuando el agua es ligeramente ácida. Este es el porqué de los sistemas de tratamiento de aguas públicas son ahora requeridos llevar a cabo un ajuste de pH en agua que sirve para el uso del agua potable. Que nosotros sepamos, el Plomo no cumple ninguna función esencial en el cuerpo humano, este puede principalmente hacer daño después de ser tomado en la comida, aire o agua.
Puede causar varios efectos no deseados, como:
Perturbación de la biosíntesis de hemoglobina y anemia
Incremento de la presión sanguínea
Daño a los riñones
Abortos
Perturbación del sistema nervioso
Daño al cerebro
Disminución de la fertilidad del hombre a través del daño en el esperma
Disminución de las habilidades de aprendizaje de los niños
Efectos ambientales del Plomo
El Plomo ocurre de forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son el resultado de las actividades humanas.
Debido a la aplicación del plomo en gasolinas un ciclo no natural del Plomo tiene lugar. En los motores de los coches el Plomo es quemado, eso genera sales de Plomo (cloruros, bromuros, óxidos)
Estas sales de Plomo entran en el ambiente a través de los tubos de escape de los coches. Las partículas grandes precipitarán en el suelo o la superficie de aguas, las pequeñas partículas viajarán largas distancias a través del aire y permanecerán en la atmósfera. Parte de este Plomo caerá de nuevo sobre la tierra cuando llueva. Este ciclo del Plomo causado por la producción humana está mucho más extendido que el ciclo natural del plomo. Este ha causad contaminación por Plomo haciéndolo en un tema mundial no sólo la gasolina con Plomo causa concentración de Plomo en el ambiente. Otras actividades humanas, como la combustión del petróleo, procesos industriales, combustión de residuos sólidos, también contribuyen.
El Plomo se acumula en los cuerpos de los organismos acuáticos y organismos del suelo. Estos experimentarán efectos en su salud por envenenamiento por Plomo. Los efectos sobre la salud de los crustáceos pueden tener lugar incluso cuando sólo hay pequeñas concentraciones de Plomo presente.
Las funciones en el fitoplancton pueden ser perturbadas cuando interfiere con el Plomo. El fitoplancton es una fuente importante de producción de oxígeno en mares y muchos grandes animales marinos lo comen. Este es por qué nosotros ahora empezamos a preguntarnos si la contaminación por Plomo puede influir en los balances globales. Las funciones del suelo son perturbadas por la intervención del Plomo, especialmente cerca de las autopistas y tierras de cultivos, donde concentraciones extremas pueden estar presentes. Los organismos del suelo también sufren envenenamiento por Plomo.
El Plomo es un elemento químico particularmente peligroso, y se puede acumular en organismos individuales, pero también entrar en las cadenas alimenticias.
BIOREMEDIACION PARA ESTOS IONES O METALES PESADO
La bioremediación se define como cualquier proceso que utilice, microorganismo, Hongos, plantas para retornar un ambiente alterado por contaminantes a su condición natural.
Para estos IONES como el plomo y el mercurio Es recomendable usar la remediación por medio de plantas o fitorremediación. Es muy útil en estos casos porque es posible usar plantas transgénicas que concentren estas toxinas en sus partes aéreas (sobre la tierra), las cuales pueden ser cosechadas y eliminadas.
