Analisis del cuarto grupo de cationes

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica

INFORME 5º DE LABORATORIO DE ANALISIS QUIMICO
Análisis del cuarto grupo de cationes

ALUMNOS:
Escobar Calderón Carlos
Collao Izaguirre Yhadin

PROFESOR:
Vizarreta Escudero Tomas

2010


INTRODUCCIONEl cuarto grupo de cationes comprende los iones Ca2+, Sr2+ y Ba2+. Estos iones forman una serie de sales poco solubles con diferentes aniones. Así, los sulfatos, los fosfatos los oxalatos y os carbonatos de los cationes del grupo IV son poco solubles.

El mejor modo de separar los cationes del grupo IV es transformarlos en carbonatos: BaCO3, SrCO3, CaCO3 .En efecto, los productos desolubilidad de estas sales son bastantes pequeños (de orden 10-9) y por eso es posible precipitar prácticamente todos los cationes del grupo IV. La solubilización del precipitado obtenido que es necesaria para le analizáis ulterior del grupo IV es muy simple, porque, a diferencia de los sulfatos, los carbonatos son sales de un ácido débil y se disuelven bien en ácidos. Por fin el exceso de los ionesprecipitantes, CO32-, se elimina fácilmente por acidificación debido a la descomposición del ácido carbónico que se forma en CO2 y H2O.



1.- OBJETIVOS
El objeto de esta práctica es observar e identificar las reacciones características de los cationes del grupo IV de cationes, para su posterior separación e identificación.
2.- FUNDAMENTO TEORICO
Reacciones de los iones Ba+2
El dicromatopotásico K2Cr2O7 forma con el íon Ba+2 un precipitado amarillo de BaCrO4 y no de BaCr2O7, como sería de esperar. La causa radica en lo siguiente. La solución de K2Cr2O7 además de los Cr2O7-2 contiene una pequeña cantidad de CrO4-2 que se forman debido a la interacción de los con el agua:

Cr2O7-2 + H2O 2HCrO4-1 2H+ + 2CrO4-2
K(HCrO4-1) = [H+] [CrO4-2]/[ HCrO4-1] = 3,2.10-7

Laconcentración de los iones CrO4-2 es, sin embargo, suficiente para que el producto de solubilidad BaCrO4 resulte sobrepasado antes de que sea alcanzado el producto de solubilidad de BaCr2O7. Precisamente por eso es BaCrO4 el que forma el precipitado:

2CrO4-2 + 2Ba+2 → 2BaCrO4↓
Si súmanos las dos ecuaciones, obtendremos la ecuación general de la reacción que estamos analizando:

CrO4-2 + 2Ba+2 +H2O → 2BaCrO4↓ + 2H+

El precipitado de BaCrO4, es soluble en ácidos fuertes, pero es insoluble en ácido acético. Como el ácido fuerte se forma aquí durante la propia reacción, esta última no llega hasta el final. No obstante, se puede lograr la precipitación completa de Ba+2,si; además de K2Cr2O7,añadimos a la solución CH3COONa;el ácido fuerte se reemplaza por un ácido débil, el acético,en el que BaCrO4 es insoluble:

CH3COO- + H+ → CH3COOH

En esta reacción hace falta un exceso de CH3COONa, para que una parte de este exceso quede inutilizada, es decir, para que resulte una mezcla amortiguadora acética que mantenga prácticamente constante, a pesar de la formación de los iones H+ durante la reacción, el PH ( ≈5) suficiente para la precipitación completa de BaCrO4.

Losiones Sr2+ y Ca2+ no forman precipitaciones por acción de K2Cr2O4 y no ponen obstáculos para la identificación de Ba2+. La reacción analizada se emplea no solo para identificar el íon Ba2+ , sino también para separarlos de los iones Ca2+ y Sr2+.

El precipitado de BaCrO4 se forma también por acción del cromato de potasio sobre las soluciones de sales de bario. Pero K2CrO4 da con los iones Sr2+ unprecipitado amarillo de SrCrO4 que se distingue de BaCrO4 solo por su solubilidad en ácido acético. Para prevenir la formación de SrCrO4 hace falta efectuar la reacción en presencia de CH3COOH o mejor todavía de una mezcla amortiguadora acética. Los iones H+ del ácido acético fijan los aniones CrO42- formando HcrO4- , de tal manera que la concentración de CrO42- en la solución disminuye tanto...
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