Analisis de cationes

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ANÁLISIS DE CATIONES

OBJETIVO
Identificar y separar los cationes del cuarto grupo.

OBSERVACIÓN
Un análisis cualitativo de cationes se basa más que todo en separar en grupos a los cationes existentes en una muestra líquida (mediante la adición de determinados reactivos denominados de grupo) y, posteriormente, identificar los cationes de cada grupo con la ayuda de reactivos específicos.PROBLEMA
Separación e Identificación de los Cationes del cuarto grupo.

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
Separación e Identificación de los cationes del cuarto grupo Ba2+, Ca2+, Sr2+.

HIPÓTESIS
Obtendremos como resultado que la Kps de los cationes encontrados será:
Ba2+: 8.1 x 10-9
Ca2+: 8.7 x 10-9
Sr2+: 1.6 x 10-9

JUSTIFICACIÓN
Determinar mediante una metodología experimental laseparación e identificaciones de los cationes del grupo IV y su Kps.

MARCO TEÓRICO

≈ANÁLISIS CUALITATIVO≈

El análisis Cualitativo tiene por objeto la identificación y combinación aproximada de los constituyentes de una muestra dada. La muestra en cuestión puede ser un puro elemento o una sustancia químicamente pura o cualquier mezcla posible. En el desarrollo de un análisis cualitativo nosolamente se llega a demostrar la presencia de determinados constituyentes, sino que puede también obtenerse una aproximación relativa de las cantidades de cada una de ellos en la muestra tomada. La precisión de estas cantidades es el objeto del Análisis Cuantitativo.

En el laboratorio de Análisis Cualitativo se lleva a cabo la identificación de los iones (ya sea cationes y aniones) quecomúnmente se encuentren en una muestra. En esto consiste propiamente el análisis Cualitativo. La identificación de los cationes y aniones se realiza aplicando esencialmente el equilibrio iónico de ácidos y bases , las propiedades químicas de los iones, los productos de solubilidad, la hidrólisis de las sales, la formación de compuestos complejos, las soluciones buffer, las reacciones redox y la teoríade ionización.

Hay unos 20 cationes comunes que se pueden analizar rápidamente en disolución acuosa. Estos cationes se dividen en cinco grupos de acuerdo con los productos de solubilidad de sus sales insolubles.

Como una disolución desconocida puede contener desde uno hasta los 20 iones, todo análisis se debe hacer en forma sistemática, del grupo 1 al grupo 5. El procedimiento general paraseparar estos 20 iones comprende la adición de reactivos precipitantes a una disolución problema.

Cationes del Grupo I

Cuando se agrega HCl diluido a la disolución problema, solo precipitan los iones Ag+, Hg22+ y Pb2+ como cloruros insolubles. Todos los demás iones forman cloruros solubles y quedan en la disolución.

Cationes del Grupo II

Después de que los precipitados de cloruro sehan separado por filtración, se hace reaccionar sulfuro de hidrógeno con la disolución problema acidificada. En esta condición, la concentración de los iones S2- que quedan disueltos, es apreciable. Por tanto, la precipitación de los sulfuros metálicos se representan mejor como:

M(ac)2++H2S(ac)⇌MS(s)+2H(ac)+

Al añadir ácido a la disolución, este equilibrio se desplaza hacia la izquierda, demanera que sólo precipitarán los sulfuros metálicos menos solubles, es decir, los que tengan valores de Kps más bajos. Éstos son el Bi2S3, CdS, CuS y SnS.

Cationes del Grupo III

En esta etapa se agrega hidróxido de sodio a la disolución para hacerla alcalina. Esto hace que el equilibrio anterior se desplace hacia la derecha. Por tanto, ahora precipitarán los sulfuros más solubles (CoS, FeS,MnS, NiS, ZnS). Observe que los iones Al3+ y Cr3+ en realidad precipitan como hidróxidos de Al(OH)2 y Cr(OH)3 y no como sulfuros, ya que los hidróxidos son menos solubles. Enseguida se filtra la disolución para separar los sulfuros y los hidróxidos insolubles.

Cationes del Grupo IV

Después de que los cationes de los grupos 1, 2 y 3 se hayan eliminado de la disolución, se agrega carbonato...
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