UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSF.I.G.M.M.G.C.E.A.P.
Ingeniera de MinasQUIMICA INORGNICA Y CUALITATIVAPRIMER GRUPO DE
CATIONES Docente:Ing. Gudelia Canchari Alumno:Hans Junior Len Mena
Cdigo:14160042Ciudad Universitaria2015Introduccin
El anlisis cualitativo es un rea de la qumica analtica que
contempla la determinacin de las especies qumica en una muestra. La
dificultad que se puede presentar en un anlisis cualitativo depende
de la naturaleza de la muestra. Para la determinacin de elementos
en muestras complejas tales como de origen biolgico, o desechos
industriales, requieren el uso de tcnica analticas ms modernas y
experimentadores ms experimentados. Pero en el caso del rea minera,
a pesar de tener tcnicas y maquinaria de ltima generacin, las
tcnicas clsicas son las ms utilizadas por los ingenieros de
ejecucin por su sencillez y rapidez. A esta tcnica de separacin y
determinacin de iones que se encuentran en una muestra dada, se
conoce como marcha analtica.
Resumen
El presente informe dar a conocer en forma detallada los
procedimientos analticos y tcnicas de un anlisis qumico
cualitativo, que permite la separacin e identificacin de los
cationes una solucin de plata, hierro y cobre.En la primera parte
se establecern los fundamentos tericos de toda reaccin qumica,
tcnica y mtodos utilizados.En la segunda parte se presentar una
descripcin de la experiencia obtenida en laboratorio de qumica
minera.Para la finalizacin se mostrarn los resultados obtenidos,
acompaado por imgenes representativas de ellos, para un mejor
entendimiento de estos.
MARCO TERICO
OBJETIVOS:
Conocer y aplicar el mtodo analtico de identificacin cualitativa
de iones en solucin acuosa conocido como Marcha analtica.
Separar e identificar los iones Plata, cobre y mercurio
presentes en una solucin.
GENERALIDADES:
Qumica analtica:La Qumica Analtica puede definirse como la
ciencia que desarrolla y mejora mtodos e instrumentos para obtener
informacin sobre la composicin y naturaleza qumica de la materia.
Dentro de la Qumica Analtica se incluye el Anlisis Qumico que es la
parte prctica que aplica los mtodos de anlisis para resolver
problemas relativos a la composicin y naturaleza qumica de la
materia.
Reactivo analtico:El procedimiento general para la identificacin
de una sustancia por el mtodo clsico de anlisis consiste en
provocar en la misma un cambio en sus propiedades que sea fcilmente
observable y que corresponda con la constitucin de dicha sustancia.
El agente que suscita el cambio se llama reactivo, porque
generalmente, reacciona qumicamente con el producto que se quiere
reconocer.
Reactivos qumicos:Los reactivos qumicos se clasifican en
generales y especiales. Los reactivos generales son comunes a un
nmero grande de especies y se utilizan habitualmente para
separaciones en grupos inicos como acontece en las denominadas
Marchas Analticas. Los reactivos especiales actan sobre muy pocas
especies qumicas y se emplean para ensayos de identificacin o
reconocimiento.Los reactivos especiales pueden ser: selectivos o
especficos, segn que acte sobre un grupo pequeo de especies o bien
sobre una sola.Los reactivos especficos son muy escasos, pero un
reactivo que tenga una selectividad definida puede hacerse
especfico variando convenientemente las condiciones del ensayo. Los
reactivos generales son casi todos inorgnicos. Los reactivos
especiales son, generalmente, de naturaleza orgnica. Adems de estos
dos tipos de reactivos existen otros que se usan espordicamente y
que podemos englobar en la denominacin comn de reactivos
auxiliares.
Marcha analtica:La marcha analtica es el procedimiento por el
cual identificamos los aniones o cationes que se encuentran en una
muestra.Una marcha analtica involucra una serie pasos basados en
reacciones qumicas, en donde los iones se separan en grupos que
poseen caractersticas comunes. Luego estos grupos de iones pueden
ser tratados qumicamente para separar e identificar reacciones
especficas selectivas de cada uno de los iones que la componen.La
separacin y anlisis de cationes en solucin siguen patrones
determinados por las diferencia de solubilidad de varios tipos de
compuestos de los iones metlicos.Los cationes son clasificados en
cinco grupos de acuerdo a su comportamiento frente aciertos
reactivos, principalmente frente al cido clorhdrico, sulfuro de
hidrgeno, sulfuro de amonio y carbonato de amonio. La clasificacin
se basa en si la reaccin entre los cationes y el reactivo promueve
o no la formacin de un precipitado, es decir, se basa en la
diferencia de solubilidades de los cloruros, sulfuros y carbonatos
formados. Los cinco grupos que constituyen la marcha analtica de
cationes son los siguientes:
Grupos analticos de cationes:
Grupo I:Este grupo est constituido por iones plata (Ag+),
mercurio (Hg2+) y plomo (Pb2+), los cuales se caracterizan por
formar precipitados en presencia de cido clorhdrico diluido.
Grupo II:Los iones que conforman ste grupo generan precipitados,
al hacerlos reaccionar con sulfuro de hidrgeno en un medio
ligeramente cido. Los cationes que integran el mismo son: mercurio
(Hg2+), cobre (Cu2+), bismuto (Bi3+), cadmio (Cd2+), antimonio III
y V(Sb3+y Sb5+), arsnico III y V (As3+y As5+) y estao II y IV
(Sn2+y Sn4+). A su vez, dichos cationes se clasifican en dos
subgrupos: el subgrupo IIA que incluye los primeros cuatro cationes
y el subgrupo IIB que incluye los seis cationes restantes. Esta sub
clasificacin responde a la diferencia de solubilidad que tienen
ambos grupos en presencia desulfuro de amonio. El grupo IIB se
caracteriza por ser soluble en dicho reactivo mientras que el grupo
IIA no lo es.
Grupo III:Este grupo est integrado por los iones cobalto (Co2+),
nquel (Ni2+), hierro II y III (Fe2+y Fe3+), cromo (Cr3+), aluminio
(Al3+) , zinc (Zn2+) y manganeso (Mn2+).En ste grupo los cationes
precipitan al hacerlos reaccionar con sulfuro de amonio en medio
neutro o amoniacal.
Grupo IV:En conformado por los cationes calcio (Ca2+),
estroncio(Sr2+) y bario (Ba2+) los cuales reaccionan con carbonato
de amonio en presencia de cloruro de amonio en medio neutro o
ligeramente cido para generar un precipitado. Grupo V:Este grupo
est conformado por aquellos cationes comunes que no reaccin con los
reactivos mencionados en los grupos anteriores. Estos cationes son:
el litio (Li+),el magnesio (Mg+2), el sodio (Na+), el potasio(K+),
el hidrgeno (H+)y el ion amonio (NH4+)El reactivo del grupo I es el
cido clorhdrico diluido(2M) que forma precipitados blancos de
cloruro de plomo PbCl2, cloruro de mercurio (I) Hg2Cl2 y cloruro de
plata AgCl.Los cationes del primer grupo forman cloruros
insolubles. Sin embargo, el cloruro de plomo es ligeramente soluble
en agua y, por lo tanto, el plomo nunca es precipitado
completamente cuando se agrega cido clorhdrico diluido a una
muestra; el resto de los iones de plomo son precipitados
cuantitativamente por el sulfuro de hidrgeno en medio cido junto
con los cationes del segundo grupo.Los nitratos de estos cationes
son muy solubles. Entre los sulfatos, el de plomo es prcticamente
insoluble, mientras que el sulfato de plata se disuelve en un grado
mucho mayor. La solubilidad del sulfato de mercurio (I) est entre
ambos. Los bromuros y los ioduros tambin son insolubles, aunque la
precipitacin de los haluros de plomo es incompleta, y los
precipitados se disuelven fcilmente en agua caliente. Los sulfuros
son insolubles. Los acetatos son ms solubles, a pesar de que se
puede precipitar el acetato de plata a partir de soluciones ms
concentradas. Los hidrxidos y carbonatos se precipitan con una
cantidad equivalente de reactivo y el agregado de un exceso del
mismo puede actuar de varias maneras. Tambin hay diferencias en
cuanto a su comportamiento frente al amoniaco.Plomo: Es un metal
gris azulado de alta densidad (11,48 g ml-1 a temperatura
ambiente). Se disuelve fcilmente en cido ntrico concentrado al
medio (8M) formndose tambin xido de nitrgeno:
Con cido ntrico concentrado se forma sobre superficie del metal
una pelcula protectora de nitrato de plomo, que evita la disolucin
posterior. El cido clorhdrico o el cido sulfrico diluidos tienen
pocos efectos debidos a la formacin de cloruro o sulfato de plomo
insolubles sobre la superficie.
Materiales y equipos
27 tubos de ensayo Frascos con Reactivos Cationes del primer
grupo (Ag+1 Pb+2 Hg+2) Agua destilada Mandil de proteccin
Desarrollo experimental
Procedimiento
1. Lavar cuidadosamente con agua todos los tubos de ensayo que
sern utilizados en la prctica2. Limpiar y secar los tubos y
rotularlos colocando el nombre del catin y reactivo a usar.3.
Ordenar los tubos rotulados segn el siguiente esquema para una
mejor orden y rapidez en el procedimiento.4. Comenzar echando 3
gotas de agua, dos de reactivo y 1 a 2 gotas de catin en el tubo de
ensayo.5. Se obtienen los siguientes resultados en los precipitados
de nuestra prueba de laboratorio.
Pb2-Ag-Hg-2
HClPrecipitado de color blancoPrecipitado de color
blancoPrecipitado de color blanco pasa a calomel
NaClPrecipitado color blancoPrecipitado blanco humoNo
precipita
KIAmarillo naranjaAmarillo blanquecinoVerde
K2CrO4AmarilloRojo sangreRojo
NaOHBlanco lechosoMarrn parduzcoNegro
Na2SNegroNegroNegro
NH4OHBlanco cocoMarrn parduzcoNegro
Na2CO3BlancoBlanco amarillentoAmarillo
Na2SO4BlancoNo precipitaNo precipita
Observaciones de la prctica
Cuestionario
1. Qu reactivo usara en lugar de HCl, como reactivo del grupo de
la plata? Usara el NaCl.
2. En que se basa la separacin de los iones Ag, Pb y Hg (I) de
todos los dems cationes? Se agrega HCl fro y se forman precipitados
blancos que son cloruros de plata de plomo y mercurio.
3. En que se basa la separacin del Ion Pb de los iones Ag y Hg
(I)? Se basa en agregar HCl caliente y el Pb se disuelve y se
forman precipitados de AgCl y HgCl.
4. En que se basa la separacin del Ion Ag de los iones Pb y Hg
(I)? Se basa en agregar NH4OH para formar una solucin amoniacal que
contiene Ag disuelto.
5. En el anlisis de una solucin desconocida Qu dificultades, si
las hay, se encontrara si?a. Se utiliza HCl concentrado caliente,
en lugar de HCl frio, en la precipitacin del grupo de la plata.
Explique. Se precipitara solo el mercurio pues la plata se disuelve
en HCl concentrado y el Pb en HCl concentrado y caliente.
b. El precipitado de AgCl y el HgCl2 no fuera lavado para
eliminar el PbCl2. El PbCl2 precipitara nuevamente.
c. El precipitado del grupo de la plata (AgCl, PbCl2, HgCl2)
fuera lavado excesivamente con agua fra.
d. Se utiliza un gran exceso de HCl concentrado en la
precipitacin del grupo de la plata.
e. No se agrega suficiente cantidad de HNO3 en el ensayo de la
confirmacin de la plata.
Conclusiones:
Se concluye que el mercurio(Hg) es insoluble en casi todos los
reactivos excepto en agua regia(HCl + HNO3) donde se disuelve.Se
concluye que el plomo en su mayora forma precipitados blancos a
excepcin de cuando se usa el H2S formando sulfuro de plomo donde su
color es negro al igual que el sulfuro de plata y el sulfuro de
mercurio mercurio donde tambin precipita de color negro.Tambin
podemos concluir que en HCl precipitan todos los cloruros de los
cationes de este primer grupo, en color blanco pero al agregar HCl
y agua caliente se forma una solucin de Pb disolvindose esta.Se
concluye que la plata es soluble en NH4OH formndose una solucin
amoniacal de plata.
Recomendaciones
Al iniciar las prcticas el alumno debe usar las medidas de
proteccin personal como el mandil.
Se debe tener cuidado al manipular los reactivos
En laboratorio no se debe tomar ningn alimento, ni fumar, ni
mascar chicles por seguridad de la salud
Al final dela practica lavar todo el material que se ha usado y
dejar la mesa limpia.
