PRACTICA NO. 2 ANÁLISIS DEL SEGUNDO GRUPO DE CATIONES, SUBGRUPO A La precipitación de los cationes del segundo grupo se debe llevar a cabo con ácido sulfhídrico en medio clorhídrico, para que precipiten los sulfuros insolubles en medio ácido. El segundo grupo de cationes se divide en dos subgrupos, el A y el B, ya que los sulfuros del grupo B son solubles en sulfuro de amonio o en hidróxido de potasio. El segundo grupo "A" está formado por Hg 2+, Pb2+, Bi2+, Cu2+, Cd2+ MATERIAL 6 tubos de ensayo 1 pinza para tubo de ensayo 1 beaker de 250 mL 1 mechero 1 anillo 1 rejilla 1 pipeta de 5 mL 1 centrífuga 1 varilla de vidrio 1 cápsula de porcelana 1 Baño maría Sales de Hg, Pb, Bi, Cu, Cd Ácido clorhídrico 3M Tioacetamida 8-10% Ácido nítrico 3M Ácido clorhídrico conc. Ácido nítrico conc. Cloruro estañoso 0.2M Ácido nítrico 0.2N Difenilcarbacida 1% (en alcohol) Ácido sulfúrico conc. Acetato de amonio Ácido acético Cromato de potasio 0.5M Hidróxido de amonio conc. Hidróxido de sodio 6M Ácido acético 6M
Ferrocianuro de potasio 0.2M Sulfuro de amonio Ácido sulfúrico 6M PASO 6.- PREPARACIÓN DE LA MUESTRA A la solución que proviene del PASO 1, se toman 2 mL de solución, para la identificación de este grupo se le agrega HCI 3 M hasta medio ácido, pH de 1.0
PASO 7.- PRECIPITACIÓN DE LOS SULFUROS La precipitación de este grupo se puede hacer por dos métodos: A) Con ácido sulfhídrico, preparado con HCI industrial y pirita. FeS + 2 HCI -------------------► FeCI2 + H2S La solución del PASO 6 se calienta a ebullición en un baño de agua caliente y pasa una corriente de H2S gaseoso por dos minutos. Agregar un volumen igual de agua caliente y volver a pasar H 2S por un minuto más. Centrifugar rápidamente y decantar la solución a otro tubo; confirmar la precipitación completa pasando nuevamente una corriente de ácido sulfhídrico, si se forma más precipitado unirlo al anterior y repetir esto hasta que haya una precipitación completa. Una vez lograda la precipitación completa, la solución se guarda para el TERCER GRUPO de cationes y el precipitado se lava dos veces con 2 mL de agua destilada. El líquido del primer lavado se une a la solución que se guarda para el TERCER GRUPO y el líquido del segundo lavado se desecha. El precipitado es para el PASO 8. B ) Con Tioacetamida, que por hidrólisis en medio ácido deja libre ácido sulfhídrico. CH3-CSNH2 + 2 H20 + H+ -------------------► CH3-COOH + NH4+ + H2S A la solución del PASO 6 se le añaden 20 gotas de tioacetamida al 8% o 10% y calentar el tubo en un baño de agua durante 10 minutos, después se añaden 2 mL de agua destilada y 12 gotas más de tioacetamida y se sigue calentando otros 2 minutos.
Centrifugar de inmediato, agregar 5 gotas más de tioacetamida y calentar por 2 minutos más (para asegurar que la precipitación haya sido completa). Se decanta (se centrífuga, si es necesario) y la solución se guarda para el TERCER GRUPO. El precipitado que quede se lava con 2 mL de agua destilada y una gota de HCI 3N dos veces; la solución del primer lavado se une a la solución para el TERCER GRUPO y el segundo se desecha. El precipitado es para el PASO 8. NOTA: Tanto en el método A) como en el B), la solución para el TERCER GRUPO se calienta para eliminar el H2S y se guarda tapado, de preferencia. Las reacciones de A) como de B), son las siguientes: Hg2+ + 2 H2S------------------►HgSn + 2 H+ + Pb2+ + H 2S------------------►PbSn+ + 2 H+ 2 Bi3+ + 2 H2S ------------ ► Bi2Sblanco + Hg+ + Cu2+ + H2S------------------►CuSn + 2 H+ Cd2+ + H2S------------------►CdS Amarillo + 2 H+ PASO 8.- SEPARACIÓN DE LOS GRUPOS DEL ARSÉNICO Y COBRE Este paso se hace únicamente cuando se identifica el grupo completo. PASO 9.- SEPARACIÓN DEL MERCURIO Al precipitado del PASO 8 ó PASO 7, si se analiza solo el segundo; se le agregan 20 gotas de HN03 3 M. Se calienta en baño de agua caliente (hirviendo) por 3 minutos agitando frecuentemente con una varilla de vidrio. Centrifugar y decantar el líquido a una cápsula de porcelana para el PASO 11. El precipitado se lava con una mezcla de 10 gotas de HN03 3 M y 10 gotas de agua destilada. Centrifugar y desechar la solución de lavado quedando el precipitado para el PASO 10. HgS + HNO3------------------► NR 3 PbS + 8 HNO3 ------------------► 3 Pb2+ + 6 NO3- + 2 NO + 4 H 2O + 3 S Bi2S3 + 8 HNO3 ------------------► 2 Bi3+ + 6 NO3- + 2 NO + 4 H2O + 3 S 3 CuS + 8 HNO3 ------------------► 3 Cu2+ + 6 NO3- + 2 NO + 4 H 2O + 3 S 3 CdS + 8 HNO3 ------------------► 3 Cd2+ + 2 NO3- + 2 NO + 4 H 2O + 3 S PASO 10.- ENSAYO PARA EL MERCURIO
Si el precipitado del PASO 9 es esponjoso y flota, se trata de S y puede tirarse, si es negro se trata de Hg y se le agregan 6 gotas de HCI concentrado y 3 gotas de HN0 3 concentrado. Agitar durante 1 minuto y calentar en baño de agua por otro minuto agregando 10 gotas de agua destilada. Centrifugar y tirar el precipitado que será S.
En la solución se identifica el mercurio por cualquiera de los siguientes métodos:
A) Se enfría la solución y se agregan 3 o 4 gotas de solución 0.2 M de cloruro estañoso. Se agita, si se forma un precipitado blanquecino, gris o negro indica la presencia de Mercurio. Da color negro que indica la presencia de mercurio.
B) Se limpia una moneda de cobre con HN0 3 (se agregan unas gotas del ácido a la moneda), se lava con agua, después se agregan unas gotas de la solución que contiene el Hg. Una mancha gris brillante al frotar confirma la presencia del Mercurio. C) Sobre una placa de porcelana colocar 2 gotas de solución mercúrica lo más neutra posible y una gota de HN03 0.2 N y otra de solución alcohólica al 1 % de difenilcarbacida, produciéndose un complejo insoluble de color violeta o azul que confirma la presencia de Mercurio. 3 HgS + 8H+ + 12Cl + 2NO 3- ---------------► 3HgCI42- + 2NO + 3S + 4H 2O A) 2HgCI42- + Sn2+ --------------------► SnCI62- + Hg2CI2 blanco HgCI42-+ 2CI- + Sn2+ -------------------► SnCI62- + Hgn B) HgCI42- + Cu ----------------------------------►Hgn + Cu2+ + 4CL C) C6H5-NH-NH-CO-NH-NH-C 6H5 + Hg2+ ----► PP azul intenso PASO 11.- SEPARACIÓN DEL PLOMO A la solución del PASO 9 que debe estar en una cápsula de porcelana se le agregan 5 gotas de H2S04 concentrado y se pone a evaporar con cuidado hasta aparición de humos blancos picantes de S03. Dejar enfriar y añadir con cuidado 1 mL de agua destilada. Pasar a un tubo, centrifugar si existe residuo, enjuagando la cápsula con unas gotas de agua. La solución se guarda para el PASO 13. El precipitado se lava con 1 mL de agua destilada desechando el lavado. El precipitado es para el PASO 12. Pb2+ + S042- ------------► PbSO4 blanco Bi3+ + S042- ------------► NR Cu2+ + S042- -------------► NR Cd2+ + S042- -------------► NR
PASO 12.- ENSAYO PARA EL PLOMO Al precipitado del PASO 11 se le agregan 10 gotas ó más de acetato de amonio 3 M, se calienta por tres minutos en baño de agua para disolver el precipitado. Si queda algún residuo, centrifugar y en la solución clara agregar 3 gotas de ácido acético y 5 gotas de Cromato de potasio 0.5 M, si se forma un precipitado amarillo se confirma la presencia de Plomo. Da un color naranja gelatina. PbS04 blanco + 2 CH 3COO- ---------------------►Pb(CH3COO)2 + S042Pb(CH3COO)2 + Cr04-2 --------------------------► PbCr04 amarillo + 2CH3COOPASO 13.- SEPARACIÓN DEL BISMUTO La solución del PASO 11 se alcaliniza (en un beaker) cuidadosamente con hidróxido de amonio concentrado, añadiendo poco a poco y agitando. Probar con papel tornasol y agregar NH 4OH hasta reacción alcalina. Si la solución adquiere un azul intenso se debe al Cu(NH 3)42+, y si hay precipitado blanco débilmente perceptible es de Bi(OH) 3, centrifugar y la solución se conserva para el PASO 15. El precipitado se guarda para el PASO 14. Bi3+ + 3NH4OH ---------------------► Bi(OH)3 blanco + 3NH4+ Cu2+ + 4NH4OH ---------------------► Cu(NH3)2+ + 4H20 Cd2+ + 4NH4OH ---------------------► Cd(NH3)42+ + 4H20 PASO 14.- ENSAYO PARA EL BISMUTO Al precipitado del PASO 13 agregar 4 gotas de solución de NaOH 6 M, se agita y se enfría, luego se agregan 2 gotas de solución de cloruro estanoso 0.2 M y se agita con una varilla de vidrio. La formación de un precipitado negro azabache confirma la presencia de bismuto. Sn2+ + 3OH- -----------------------------------► HsnO2- + H2O 2Bi(OH)3 blanco + 3HSn02- + 3H20 + 3OH- -------- ► 3Sn(OH)62- + 2Bin PASO 15.- ENSAYO PARA EL COBRE Si en la solución del PASO 13 se encuentra presente el Cu y Cd, se toma la tercera parte de la solución y se agrega poco a poco ácido acético 6 M hasta reacción acida y después 2 gotas de solución de ferrocianuro de potasio 0.2 M., un precipitado rojo ladrillo indica la presencia del cobre. Solo hay cambio de color a verdoso. Cu(NH3)42+ + 4CH3COOH -------------------- ► Cu2+ + 4NH4+ + 4CH3COO 2Cu2+ + Fe(CN)6 ---------------------------------► Cu2Fe(CN)6
Cu1+ da color rojo ladrillo Cu2+ da color verde fosforescente PASO 16.- ENSAYO PARA EL CADMIO Para la identificación del Cadmio hay dos casos, uno cuando está presente el cobre y otro cuando no lo está: A) Cuando está PRESENTE el Cobre. A las dos terceras partes de la solución del PASO 15 se le agrega gota a gota solución de KCN 0.2 M hasta desaparición del color azul. Agregar gotas de solución de (NH 4)2S. Si se confirma un precipitado amarillo la presencia del Cadmio está confirmada.
B) Cuando está AUSENTE el Cobre. A las dos terceras partes de la solución del PASO 15 agregar 5 gotas de solución de sulfuro de amonio, si se forma un precipitado amarillo la presencia de Cadmio está confirmada. Muy a menudo el pp del PASO 16 es negro debido a la mala separación de los cationes anteriores. En este caso, el pp del PASO 16 se trata con 1 mL de H2S04 6 M agitando por 1 minuto y centrifugar. La solución se diluye con 10 gotas de agua y se añade sulfuro de amonio. Si se un forma precipitado amarillo, existe cadmio. A) 2Cu(NH3)42+ + 7CN- + 2OH- ---------------► 2Cu(CN)32- + 8NH3 + N02- + 2H20 Cd(NH3)42+ + 4CN- ---------------► (CN)42- + 4NH3 Cd(CN)42- + S2- ---------------►CdS(Amarillo) + 4CNCu(CN)32- + S2- ---------------►NR B) Cd(NH3)42+ + S2- ---------------►CdS (Amarillo) + 4NH3
PRACTICA NO. 3 ANÁLISIS DEL SEGUNDO GRUPO DE CATIONES, SUBGRUPO "B' El segundo grupo "B" está formado por: As 3+ Sb3+ Sn2+, 4+ Estos tres cationes forman sulfosales solubles con sulfuro de amonio o sales solubles con hidróxido de potasio. MATERIAL 7 tubos de ensayo 1 gradilla
1 beaker de 250 mL 2 pipetas de 5 mL 1 mechero 1 anillo 1 rejilla 1 agitador de vidrio 1 pinza para tubo 1 centrífuga 1 Baño maría
REACTIVOS Sales de As, Sn, Sb Acido clorhídrico Ácido clorhídrico 6M Ácido nítrico conc Molibdato de amonio Hidróxido de amonio conc Mixtura magnésica NH4OH MgCI 2 Nitrato de plata Ácido acético Limadura de fierro Cloruro de mercurio Oxalato de amonio Tioacetamida 8-10% Nitrito de potasio Rodamina B 0.01% Papel tornasol PASO 17.A la solución que resulta de la separación del primer grupo o la que contenga solamente éstos cationes se le trata según el PASO 6 y 7, efectuándose las siguientes reacciones: 2H3AsO3 + 3H2S ---------------► AS2S3 (Amarillo) + 6H2O H3AsO4 + 5H2S 2Sb3+ ---------------► AS2Ss (Amarillo) + 8H2O 2+S 2Sb3+ + 5S2- ---------------► Sb2S3 (anaranjado) 2Sb5+ + 5S2- ---------------► Sb2S5 Sn2+ + S2- ---------------►SnS Sn4+ + 2S2----------------► SnS2 (Amarillo)
PASO 18. SEPARACIÓN DEL ARSÉNICO
El precipitado del PASO 7 o del PASO 17, (si se identifica todo el grupo) se le agregan 15 gotas de
HCI conc. y se calienta en baño de agua por 2 minutos, con agitación. Se centrífuga, inmediatamente se decanta el líquido claro a un tubo de ensayo y se guarda para los PASOS 20 y 21; al precipitado se le añaden 10 gotas de HCI 6M, se agita vigorosamente y se centrífuga, la solución se agrega a la que se guardo para el PASO 20 y 21 y el precipitado es para el PASO 19. As2S3 + H+ + Cl----------------►NR Sb2S3 + 6H+ + 12CI- ---------------►2SbCI63- + 3H2S SnS2 + 4H+ + 6CI- ---------------► SnCI62- + 2H2S PASO 19.ENSAYO PARA EL ARSÉNICO
Al precipitado anterior se le agregan 10 gotas de Ácido nítrico concentrado y se calienta en baño de agua por 5 min. Con agitación ocasional. Se centrífuga y si hay algún precipitado se desecha. La solución está lista para hacer cualquiera de las siguientes pruebas de identificación del arsénico. A) A la solución se le añaden 10 gotas de solución de molibdato de amonio, calentar 5 min., un precipitado amarillo cristalino indica la presencia de arsénico. (La solución debe estar fuertemente acida) B) La solución se evapora a la mitad y se le agrega hidróxido de amonio hasta medio alcalino y 5 gotas de mixtura magnésina (NH 4OH + MgCI2) agitar. Un precipitado blanco indica la presencia de arsénico. C) El precipitado de B) se lava con 20 gotas de agua, se centrífuga y decanta, la solución se tira; al precipitado se le agregan 3 gotas de AgN03 en solución acética dando un precipitado rojo ladrillo que confirma la presencia de arsénico. 3As2S3 + 10NO3 4A) H2AsO + 3NH4+ + B) AsO43+ C) NH4MgAsO4 +
+ 4H+ + 4H20--------------►6H2AsO4- + 10NO + 9S 2+ 12MoO4 + 22H --------------►12 H20(NH4)3AS04 12MoO3 (Amarillo) NH4+ + Mg2+ --------------► NH4MgAsO4 (blanco) + + 3Ag --------------► Ag3AsO4 (rojo) + NH4 + Mg2+
PASO 20.ENSAYO PARA EL ESTAÑO La solución del PASO 18 se hierve hasta obtener ácido sulfhídrico y se divide en dos; una para el ensayo de estaño y la otra para el PASO 21 (ensayo de antimonio). A la mitad de la solución se le agrega una cantidad pequeña de limadura de fierro o de aluminio, se calienta en baño de agua por 5 minutos, se centrífuga y se descarta el pp. A la solución se le
agrega solución saturada de cloruro mercúrico. Si se forma un precipitado blanco o gris, se confirma la presencia de estaño.
2SbCI62- + 3Fe--------------► Fe2+ + Sn2+ + 6CI 2SbCI63- + 3Fe--------------► 3Fe2+ + 12Cl- + 2Sbn Sn2+ + 2HgCI2 + 4CI- --------------► SnCI62- + 2Hgn PASO 21.- ENSAYO PARA EL ANTIMONIO Este ensayo se puede hacer por dos métodos: A) Añadir a la solución 10 gotas de oxalato de amonio y 5 gotas de tioacetamida y calentar en baño de agua. Un precipitado anaranjado indica la presencia de antimonio, (en lugar de tioacetamida se puede sulfhidrar). B) Agregar a la solución 5 gotas de solución saturada de nitrito de potasio recién preparado y 2 gotas de Rodamina B. Una fluorescencia de color violeta indica la presencia de antimonio. Esta reacción se puede hacer en una placa de porcelana usando unos cristales de nitrito de potasio y se agrega la Rodamina B a! 0.01 % hasta que no haya desprendimiento de gases. SnCI62- + 3C2O42---------------► Sn(C2O4)32- + 6ClSbCI63- + C2O42- + 3H20--------------►SbO(C2O4)- + 6CI - + 2H3O+
