ANALISIS CUALITATIVO DE CATIONES I Autoguardado 1

ANALISIS CUALITATIVO DE CATIONES I

El principal objetivo de este trabajo práctico es identificar cada especie química de una muestra incógnita sin preocuparnos demasiado por las cantidades relativas de las diferentes especies.
En el análisis cualitativo intervienen reacciones donde se forma o se disuelve un precipitado y donde se forma o se descompone un ión complejo. Cuyo análisispermite el estudio de las reacciones que allí ocurren.
En un análisis cualitativo no se pretende distinguir entre dos los iones diferentes de un metal como el caso del Fe2+ y Fe3+.
El análisis de cationes en una mezcla requiere una aproximación sistemática. El procedimiento consiste en eliminar grupos sucesivos de cationes de la disolución por precipitación. La concentración de losreactivos y el pH de las disoluciones se ajustan de tal forma que sólo un grupo de cationes se vea afectado por un agente precipitante (prueba general). El grupo precipitado se separa de la disolución por centrifugación y luego el sólido es separado por decantación o filtración de la solución sobrenadante.
Los iones del grupo I precipitan como cloruros (AgCl, PbCl2, Hg2Cl2). Se pueden separarpor el hecho que el AgCl se disuelve en solución amoniacal (NH3), mientras que el PbCl2, lo hace en agua caliente.
Los iones del grupo I Ag+, Pb2+ y Hg22+ son incoloros. El ión Hg2+ tiene una estructura poco frecuente, hay un enlace covalente entre los dos átomos de mercurio (Hg: Hg)2+.
Después de la precipitación con HCl se requiere del calentamiento de los sólidos en agua. El PbCl2 esmás soluble que el AgCl y el Hg2Cl2. Su solubilidad crece con la temperatura hasta el extremo que se disuelve con facilidad a 100ºC: PbCl2(s) Pb2+ (ac) + 2Cl-(ac)

La disolución se centrifuga para separarla del AgCl y del Hg2Cl2. La presencia del Pb2+ en la disolución se detecta añadiendo dicromato de potasio, K2CrO4. Si hay plomo, se forma un precipitadoamarillo brillante de cromato de plomo:
Pb2+ (ac) + CrO42- PbCrO4(s)
Amarillo
Cualquier precipitado que quede después de eliminar el Pb2+ se trata con amoniaco disuelto en agua. Si hay Hg2Cl2, se produce la siguiente reacción con el amoniaco:
Hg2Cl2(s) + 2 NH3 (ac)HgNH2Cl (s) + Hgº (s) + NH4+ (ac) + Cl- (ac)
Blanco negro
El precipitado gris formado esta finamente dividido, que aparece de color negro Hgº y HgNH2Cl, que es de color blanco.
Al añadir amoniaco, el AgCl pasa a la disolución. Esto sucede al formarse el ióncomplejo estable Ag (NH3)2+. Puede considerarse que esta reacción ocurre en dos pasos:
AgCl(s) Ag+ (ac) + Cl-(ac)
Ag+ (ac) + 2NH3 (ac) Ag (NH3)2+ (ac)
AgCl(s) + 2NH3 (ac) Ag (NH3)2+ (ac) + Cl-(ac)

La molécula de NH3 y los iones Cl-(ac) compiten por los iones Ag+ en cierto sentido. Las moléculas de NH3gana, y el Agul se disuelve.
La disolución formada en la reacción anterior se separa, centrifugando, del precipitado de Hg22+. Se debe entonces ensayar la disolución para detectar la presencia de plata. Para ello se añade un ácido fuerte, HNO3 6M. Los iones H+ del ácido destruyen el complejo amoniacal de plata, Ag (NH3)2+. Los iones Ag+ liberados se combinan con los iones Cl- ya presentes, yprecipita AgCl.
De nuevo podemos suponer que esto ocurre según una reacción de dos etapas. La primera etapa es una reacción ácido-base en la que las moléculas de NH3 del ión complejo se convierten en NH4+:
Ag (NH3)2+ (ac) + 2 H+ (ac) Ag+ (ac) + 2 NH4+ (ac)
Ag+ (ac) + Cl-(ac) AgCl(s)...