cationes y aniones

QUIMICA ANALITICA
Clase de Problemas N°2
CATIONES Y ANIONES

21 de marzo 2011 – 18:30hs

Farm. Sebastián E. Pérez

Las Propiedades Analíticas de los elementos
dependen de:




Fuerza con que los e- externos del átomo
son atraídos al núcleo (electronegatividad)
Relación carga/radio iónico (q/r)

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en la Tabla Periódica…Electronegatividad
Basicidad Aniones (q/r)

Acidez Cationes (q/r)

Estabilidad de Oxoaniones
Radio iónico

Carácter metálico (*)

Estabilidad de Aniones elementales

Estabilidad de Cationes elementales

(*) Facilidad de los elementos a formar cationes

No forman cationes: Halógenos, O, S, Se, Te, N, P, C, Si, B
(algunos, como Si y B, pueden funcionar como electropositivos en F 4Si yCl3B,
pero en medio acuoso hidrolizan y el catión sencillo no es estable)
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Estabilidad de los cationes
La fuerza con la que un catión retiene las moléculas de agua
que lo solvatan depende de:
Relación q(+)/r

a > q(+)  > ATRACCION
a < r  > ATRACCION (< dist. entre núcleo +
y dipolo – de las moléculas de agua)

a > relación q(+)/r :
•Aumenta la atracción catión-H2O , hasta que el catión actúa como
ACIDO, repeliendo un H+ de la molécula de H2O
• Es mayor la inestabilidad del catión en medio acuoso, requiriendo
< pH del medio para poder subsistir como catión libre
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




Si la acidez del medio disminuye (ej: por adición de una
base) el catión se hidroliza y puede:Formar especies catiónicas básicas
Precipitar sales básicas (si coexiste el anión precipitante,
por ej. CO32-)
Formar hidróxidos insolubles ej. Fe(OH)3
NaOH

Na+ + OH-

Fe(H2O)63+ + OH-

Fe(H2O)5(OH)2+ + H2O

Fe(H2O)5(OH)2+ + OH-

Fe(H2O)4(OH)2+ + H2O

Fe(H2O)4(OH)2+ + OH-

Fe(H2O)3(OH)3 + H2O

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q(+)/r

CARACTER

ESTABILIDADEN SOLUCION

FUERZA DE LA BASE
QUE GENERA

Na+

10,3

Neutro

Muy estable

NaOH = base fuerte

Mg2+

30,3

Poco ácido

Estable

Mg(OH)2 = base débil

Fe3+

48,8

Ácido

Estable en
medio ácido

Fe(OH)3 = insoluble

Al3+

58,8

Ácido

Estable en
medio ácido

Al(OH)3 = anfótero
 Al(OH)4-

• El catión Na+ tiene muy baja relación q(+)/r , siendo el H2Ode
hidratación muy levemente atraída, por lo que prácticamente no
existe interacción Na+-H2O. Es por ello que el catión Na+ es
ESTABLE en cualquier pH del medio
Catión NEUTRO
•Si el catión es muy ácido (alta relación q(+)/r) y existe alta [OH-]
en el medio, el catión se puede unir a la base O2- y se transforma
en ANION OXIGENADO u OXOCOMPLEJO (anfoterismo). Ej: Al3+
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Medida de la acidez de un catión
Me(H2O)nm+ + H2O

K

Me(H2O)n-1(OH)m-1 + + H3O+

> q(+)/r

< pK (>K)

Mayor inestabilidad
del catión libre,
necesitando un
medio más ácido
para existir como tal

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Acción del NaOH / KOH
 No reaccionan: Na+ K + Ca 2+ Ba 2+

 Libera gas: NH4 +

NaOH
NH4 + + OH-Na+ + OHNH3 + H2O

 Precipitan como hidróxidos (INSOLUBLES en exceso de rvo):
Mg2+ Mn2+ Fe2+ Fe(III) Bi(III) Co2+ Ni2+ Cd2+
NaOH

Na+ + OH-

Fe(H2O)63+ + OH-

Fe(H2O)5(OH)2+ + H2O

Fe(H2O)5(OH)2+ + OH-

Fe(H2O)4(OH)2+ + H2O

Fe(H2O)4(OH)2+ + OH-

Fe(H2O)3(OH)3

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+ H2O
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 Precipitan como hidróxidos (SOLUBLES en exceso de rvo):Cr(III) Zn(II) Al(III) Pb(II)
(anfóteros)
Na+ + OH-

NaOH
Zn(H2O)42+ + OH-

Zn(H2O)3(OH)+ + H2O

Zn(H2O)3(OH)+ + OHNaOH

Zn(H2O)2(OH)2

+ H2O

Na+ + OH-

(exc.)

Zn(H2O)2(OH)2 + OH-

Zn(H2O)(OH) 3- + H2O

 Precipitan como óxidos metálicos: Cu2+ Ag+ Hg2+
2 Ag + + 2 OH 21 de marzo 2011

Ag2O + H2O

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Acción del NH3
 No reaccionan: Na+ K...