Identificar Cationes

MARCHA ANALÍTICA Y SU EXPLICACIÓN
CATIONES DEL 1er GRUPO (Ag+; Pb2+; Hg22+ )



Solución Muestra: (20 gotas) Agregar HCl 6M hasta precipitación completa. Centrifugar y decantar.



Precipitado: AgCl, PbCl2, Hg2Cl2. Solución: Cationes del 2º, 3º, 4º y 5º grupos



El HCl 6M empleado debe estar frío, debido a que el PbCl2 es bastante soluble en solucióncaliente.

Las ecuaciones químicas que se presentan son:


HCl(ac) = H+(ac) + Cl(ac)


Ag+(ac) + Cl–(ac) = AgCl(s) blanco

Pb2+(ac) + 2Cl–(ac) = PbCl2(s) blanco


Hg2+(ac) + 2Cl–(ac) = Hg2Cl2(s) blanco


2AgCl(s) + h((luz) = 2Ag(s) + Cl2(g)

negro


Observe que el HCl(ac) es el queprovee los iones Cl –, que también podían ser provistos por el NaCl o KCl pero estas sustancias en medio acuoso introducen cationes que serán determinados mas adelante (Na+ y K+) como parte de la muestra problema en el 5º grupo y que no deben impurificarla.


Kps y Solubilidad .-


La disolución del AgCl en medio acuoso, comprende a la disociación de este en iones Ag+ y iones Cl–, siendola magnitud del Kps el que indica la facilidad de disociación del sólido respectivo, de acuerdo a la ecuación química:

AgCl(s) + H2O(l) = Ag+(ac) + Cl–(ac) Kps = [Ag+][Cl–]


Kps del AgCl = 1,78 x10–10 ; PbCl2 = 1,6x10–5 ; Hg2Cl2 = 1,3x10–18

La solubilidad (S) del AgCl en agua pura, S = [Ag+] = [Cl–]; por esto,

KpsAgCl = S2 = 1,80x10–10 , de aquí S = 1,33x10–5 moles/ litro
Para el PbCl2, se tiene: PbCl2(s) + H2O(l) = Pb2+(ac) + 2Cl–(ac) Kps = [Pb2+] [Cl–]2
De la solubilidad (S) del PbCl2 , en agua pura, S = [Pb2+] y por esto la [Cl–] = 2S, luego,

Kps PbCl 2 = S.(2S)2 = 4S3 = 1,6x10–5, de aquí S = 0,0159 moles/litro

Efecto del ión común

Considerando el Principio de Le Chatelier, aplicado a la ecuación química:

AgCl(s) + H2O(l) =Ag+(ac) + Cl–(ac)

Podemos afirmar que si agregamos iones Cl– al sistema en equilibrio, generaremos que el AgCl sólido aumente, es decir disminuye la solubilidad de esta sustancia.



Problema .- Determine la solubilidad del AgCl en una solución de KCl 0,01M.

Dato: Kps AgCl = 1,78x10–10


Por electroneutralidad la suma de las concentraciones de las iones positivos debe ser igual a la sumade las concentraciones de los iones negativos, así: [Ag+] + [K+] = [Cl–]

La solución de KCl presenta una [K+] de 0,01M, luego [Ag+] + 0,01 = [Cl–]

La [Ag+] y [Cl–] presentes en una solución acuosa pura es 1,33x10–5 M (ver página anterior), por lo tanto en presencia de mayor concentración de Cl– ya que la solución es 0,01M en KCl, la concentración de [Ag+] será menor que 1,33x10–5 M,debido al principio de Le Chatelier, por esto la [Cl–] será 0,01M despreciando la [Ag+] por ser muy pequeña, lo que nos indica que la solubilidad (S) del AgCl es igual a la concentración del ión Ag+.

Siendo el Kps AgCl = 1,78x10–10 = [Ag+] [Cl–]


Por lo tanto [Ag+] = S = Kps/[Cl–]

S = 1,78x10-10/0,01 = 1,78x10-8M

Es decir la solubilidad es menor que en agua pura por efecto del ióncomún [Cl–].



Formación de iones complejos.

En el caso que se use en exceso el HCl 6M o de mayor concentración, se puede disolver el precipitado, formándose complejos solubles como el AgCl2–, AgCl32– , PbCl3– , PbCl42–, Hg2Cl3–, según se indican luego con algunas ecuaciones químicas:

AgCl(s) + Cl –(ac) = AgCl2–(ac)
PbCl2(s) + Cl –(ac) = PbCl3–(ac)
PbCl3–(ac) + Cl –(ac) = PbCl42–(ac)Sobre la disociación de iones complejos, en donde Ki es la constante de inestabilidad de complejos.
Cuanto mas pequeño es el valor del Ki o es lo mismo cuanto más grande es el valor del pKi (-logKi ) tanto menos disociado se hallará, es decir más estable es la sustancia original o el complejo de origen.

Presentaré una serie de equilibrios entre los cuales hay varias disociaciones.
PbCl+ =...