IDENTI IDE NTIFICA FICACI CIÓN ÓN DE CAT CATIO IONE NES S DEL DEL GRUP GRUPO O IV ANALÍ NALÍT TIC ICO O (MARCHA DE CATIONES) Ca+2, Ba+2, Sr +2 Karla Itzel García García
RESUMEN En esta práctica lo que se realizó fue la obtención e identificación de los cationes Ca+2, Ba +2 y Sr +2, que son cationes del grupo IV analtico! Esto partiendo de una "uestra proble"a, a la cual se le agregaron diferentes soluciones y reacti#os para, "ediante "ediante precipitado precipitados s obtenidos obtenidos por las reacciones, reacciones, poder separar separar dic$os cationes cationes de la "uestra "uestra proble"a! %inal"ente para co"probar la e&istencia de estos iones se les realizó una prueba a la fla"a, conociendo pre#ia"ente el dato teórico acerca del color que dic$a fla"a debe to"ar dependiendo del ion, para #erificar que el color sea el adecuado y as poder deter"inar el ion del que se trata!
ABSTRACT
INTRODUCCIÓN Si se quiere conocer ciertos co"ponentes que for"an una "uestra, es necesario $acer una separación de ellos! En este caso, la separación fue de los iones Ca+2, Ba+2 y Sr +2! En general el procedi"iento o esque"a de separación y de identificación de los iones que se encuentran en una "uestra dada, se conoce co"o "arc$a analtica! 'na "arc$a analtica in#olucra una serie de pasos basados en reacciones qu"icas, en donde los iones se separan en grupos que poseen caractersticas co"unes( por e)e"plo la solubilidad de sus respecti#os $idró&idos en un deter"inado inter#alo de p*! uego estos grupos de iones pueden ser tratados qu"ica"ente para separar e identificar "ediante reacciones especficas selecti#as de cada uno de los iones que lo co"ponen! Co"o por e)e"plo la for"ación de un co"ple)o en solución o la for"ación de un precipitado cuando se le a-ade un deter"inado reacti#o en condiciones qu"icas adecuadas! a separación y análisis de cationes en solución siguen patrones deter"inados por las diferencias de solubilidades de #arios tipos de co"puestos de los iones "etálicos! Es as, que co"puestos de ba)a solubilidad, co"o algunos cloruros, sulfatos fluoruros, $idró&idos,
sulfuros, fosfatos, entre otros, se pueden utilizar para aislar ciertos iones de otros de naturaleza "ás soluble! Este ".todo de separación es aplicable en aquellos casos en donde se pueda controlar cuidadosa"ente la concentración de iones en solución /precipitación selecti#a0! El esque"a de separación o "arc$a analtica descrita, propone la separación de cationes en solución de los siguientes grupos •
Grup S!u"!#$ Sodio /1a+0, otasio /3+0 y 4"onio /1*5+0
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Grup C!rur$ lata /4g+0, 6ercurio /II0 /*g2+20 Grup B#%&a' "*$ Esta-o /IV0 /Sn+50, 4nti"onio /III0 /Sb+70, Bis"uto /III0 /Bi+70, *ierro /III0 /%e+70, 4lu"inio /III0, Cro"o /III0 /Cr +70 Grup F!urur$ lo"o /II0 /b+20, 6agnesio /II0 /6g+20, Bario /II0 /Ba+20, Estroncio /II0 /Sr +20, Calcio /II0 /Ca+20 Grup % a%'-r*$ 6anganeso /II0 /6n+20, *ierro /II0 /%e+20, 6ercurio /II0 /*g+20, Cobalto /II0 /Co+20, 1quel /II0 /1i+20, Cad"io /II0 /Cd+20 Grup a%.'#r$ Esta-o /II0 /Sn+20, Cinc /II0 /8n+20, 4rs.nico /III0 /4s+70
Conociendo la infor"ación anterior, el proble"a de esta práctica fue 9có"o obtener la identificación de cationes de una "uestra proble"a por "edio de una "arc$a analtica: or lo que el ob)eti#o general consiste en identificar los cationes presentes en el grupo IV analtico de una "uestra proble"a! 4s "is"o, la $ipótesis consistió en al realizar una "arc$a analtica, la cual in#olucra di#ersas reacciones qu"icas para la separación de iones de caractersticas si"ilares, y al tratar cada una de las "uestras separadas obtenidas co"o un precipitado, y con ayuda de la adición de deter"inados reacti#os para que cada "uestra adquiera un color especfico a ella y, posterior"ente realizando pruebas a la fla"a, se podrá identificar y obtener los cationes de un grupo analtico /en este caso el grupo IV analtico0!
E/PERIMENTACIÓN ara realizar la identificación de cationes del grupo IV analtico /"arc$a de cationes0 lo que se realizó fue lo siguiente! ;e la "uestra proble"a a tratar se to"aron 2 " con ayuda de una pipeta graduada y se colocó en un tubo de ensayo! 4 .sta se le agregó <= gotas de 1* 5Cl /cloruro de a"onio0 y las
gotas necesarias de 1*5>* /$idró&ido de a"onio0 para conseguir un p* básico /entre ? y <=0 (imagen 1). En este caso se agregaron 7 gotas! Imagen 2 osterior"ente, se agregaron <= gotas de /1*502C>7 /carbonato de a"onio0 para que la "uestra precipitara (ver imagen 2)( una #ez realizado esto, se colocó la "uestra a ba-o "ara por cinco "inutos, a una te"peratura de @= a A= C (ver imagen 3) y, una #ez realizado esto, se de)ó enfriar para despu.s poder centrifugarla! Imagen 3
ara la centrifugación fue necesario pri"ero "eter los tubos de ensayo de todo el grupo del laboratorio en cartuc$os para centrifugar, luego, dic$os cartuc$os se colocaron en una balanza de dos platos para ni#elar el Imagen 4 peso, por lo que fue necesario agregar un poco de agua destilada a algunos de los cartuc$os para poder ni#elar (ver imagen 4)! a ni#elados se "etieron en la centrfuga (ver imagen 5) durante D "inutos a 7=== rp" /re#oluciones por "inuto0! er"inando de centrifugar, el precipitado debió quedar en la parte inferior del tubo de ensayo por la presión de la centrifugación, as que se Imagen 1
decantó el lquido sobrante en otro tubo de ensayo /en este caso, el lquido for"ado fue de color azul0! 4l sólido obtenido se le agregaron gotas de ácido ac.tico $asta que el sólido se disol#iera! Con esto la "uestra tornó a un color a"arillo! 'na #ez disuelto Imagen 5 se agregaron 7 gotas de 1*5C2*7>2 /acetato de a"onio0 y 5 gotas de 32Cr>5 /cro"ato de potasio0, y de nue#o se centrifugó a 7=== rp" durante D "in, realizando el procedi"iento anterior de ni#elar los cartuc$os! 4l ter"inar el c entrifugado se decantó en otro tubo de ensayo para separar el lquido del sólido for"ado! El sólido que se for"ó fue por la presencia de bario, pero ya que el dicro"ato de potasio es el que pro#ocó que Imagen 6 precipitara, lo obtenido era BaCr>5 /cro"ato de bario0! (Ver imagen 6)
Imagen 7
a que se obtu#o el bario, se traba)ó con el lquido decantado para obser#ar si $aba "ás cationes! 4l lquido separado se le agregaron D gotas de 1*5Cl /cloruro de a"onio0 y de nue#o D gotas de 1*5>* /$idró&ido de a"onio0 para conseguir un p* básico /? o <=0! Fealizado esto se agregaron <= gotas de /1*502C>7 /carbonato de a"onio0 con lo que, si e&ista presencia de estroncio, se obtendra otro precipitado color a"arillo turbio /el cual s
se for"ó0! (Ver imagen 7). Este nue#o precipitado se colocó en ba-o "ara de nue#o a una te"peratura de A= a @= C, y se puso la "uestra por D "inutos! a "uestra se de)ó enfriar para proceder con la centrifugación, la cual se realizó de la "is"a "anera que en los casos anteriores, tanto la ni#elación de los cartuc$os co"o que las "uestras se colocaron por D "inutos a 7=== rp"! ;espu.s de centrifugar se decantó de nue#o en otro tubo Imagen 8 de ensayo! (Ver imagen 8) 4l sólido que se obtu#o de esta decantación se le agregaron 7 /ácido ntrico0! Si la solución e"pezaba a suspenderse $aba presencia de estroncio, si no fue porque poda $aber sólo calcio! En este caso s se precipitó la "uestra, por lo tanto $aba presencia de estroncio en la "uestra proble"a! ;e nue#o se centrifugó a 7== rp" durante D "in! ara separar bien el sólido del lquido y se decantó en otro tubo de ensayo! El sólido obtenido es el estroncio, pero
por el carbonato de a"onio agregado, lo obtenido es Sr/1> 702 /nitrato de estroncio0!
Con el lquido obtenido de la anterior decantación se realizaron de nue#o pruebas para saber si contena calcio! ara poder identificar si el calcio estaba presente, se agregaron D gotas de cloruro de a"onio, y, posterior"ente se agregaron <7 gotas de $idró&ido de a"onio para que la "uestra tu#iera un p* de ?! uego se colocaron 5 /o&alato de a"onio0! uego, se procedió a colocar la "uestra en ba-o "ara, entre @= a A= C por D "inutos, se de)ó enfriar y, nue#a"ente, se procedió a centrifugar la "uestra, por lo que ta"bi.n se #ol#ió a ni#elar los cartuc$os para centrifugar! %inal"ente se realizaron pruebas a la fla"a para co"probar la presencia de dic$os cationes! /En este caso debió obtenerse CaC2>50! ara esta prueba, al bario obtenido se le agregaron D gotas de *Cl concentrado, con lo que la "uestra debió to"ar un color naran)a! Se colocó en ba-o "ara durante D "in a una
te"peratura de @= a A= C con lo que la "uestra se #ol#ió de un color #erde! osterior"ente se to"ó un poco de esa "uestra con ayuda de una asa bacteriológica y, con ayuda de un "ec$ero Bunsen, se "etió la "uestra a la fla"a, la cual debió ser color azul! 4l "eter la "uestra se pudo obser#ar que la fla"a to"ó un color #erde por cuestión de segundos( por lo tanto s $ubo bario! Con la "uestra de estroncio y calcio se realizó lo "is"o! Se agregó *Cl concentrado, con lo que las "uestras to"aron un color a"arillo! Se "etieron en ba-o "ara y posterior"ente con el asa bacteriológica se introdu)eron en la fla"a! El estroncio debió for"ar una fla"a color ro)o y el calcio debió for"ar una fla"a color ro)oGanaran)ado! 1>4 cada una de las reacciones se realizaron dentro de una ca"pana de e&tracción para "ayor seguridad ya que algunos reacti#os pueden ser tó&icos0!
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