Quimica

Humberto Gómez Ruíz Departamento de Química Analítica Facultad de Química UNAM 2006

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Introducción al Análisis Cualitativo
Identificación de aniones y cationes El análisis cualitativo se emplea para separar e identificar aniones y cationes en una muestra. El nivel ‘semimicro' de análisis cualitativos emplea métodos capaces de detectar iones en el intervalo de 1-2 mg por cada 5mL de disolución. Primero, los iones se separan en grupos de la disolución acuosa inicial. Después de que cada grupo ha sido separado, se realizan pruebas particulares para cada ion de ese grupo. Aquí se presenta una de las formas más comunes de agrupar estos cationes: Grupo I: Ag+, Hg22+, Pb2+ Precipitan de una disolución de HCl 1 M Grupo II: Bi3+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, (Pb2+), Sb3+ and Sb5+, Sn2+ ySn4+ Precipitan de una disolución de H2S 0.1 M a pH 0.5 Grupo III: Al3+, (Cd2+), Co2+, Cr3+, Fe2+ y Fe3+, Mn2+, Ni2+, Zn2+ Precipitan de una disolución de H2S 0.1 M a pH 9 Grupo IV: Ba2+, Ca2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+ Ba2+, Ca2+, y Mg2+ precipitan de una disolución de (NH4)2CO3 0.2 M a pH 10; los otros iones son solubles en estas condiciones En el análisis cualitativo se emplean muchos reactivos, peroson tan solo unos cuantos los que son comunes a todos los procedimientos. Los cuatro más empleados son: HCl 6M, HNO3 6M, NaOH 6M, NH3 6M. El entender el uso de los reactivos es útil para planear un procedimiento de análisis. Reactivos comunes para el Análisis Cualitativo Reactivo Efectos Aumenta [H+] Aumenta [Cl-] Disminuye [OH-] Disuelve carbonatos insolubles, cromatos, hidróxidos, algunossulfatos Destruye complejos hidroxo y NH3 Precipita cloruros insolubles Aumenta [H+] Disminuye [OH-] Disuelve carbonatos insolubles, cromatos e hidróxidos Disuelve sulfuros insolubles al oxidar el ion sulfuro Destruye complejos hidroxo y amoniacales Un buen oxidante cuando está caliente Aumenta [OH-] Disminuye [H+] Forma complejos hidroxo

HCl 6M

HNO3 6M

NaOH 6 M

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Precipitahidróxidos insolubles Aumenta [NH3] Aumenta [OH-] Disminuye [H+] Precipita hidróxidos insolubles Forma complejos NH3 Forma un buffer básico con NH4+

NH3 6M

Entre las reacciones más comunes en el análisis cualitativo se encuentran aquellas que tienen que ver con la formación o descomposición de complejos y las reacciones de precipitación. Estas reacciones se pueden llevar a cabo por la adicióndirecta del ion correspondiente o bien por adición de un reactivo como el H2S o el NH3 que al disociarse en agua generan el anión requerido. Los ácidos fuertes se emplean para disolver precipitados que contienen un anión básico. El amoníaco o el hidróxido de sodio se usan para disolver un sólido si el catión en el precipitado forma un complejo estable con NH3 o OH-. Cationes complejos con NH3 yOHCatión Complejos NH3 Complejos OHAg+ Al
3+

Ag(NH3)2+ -Cd(NH3)42+ Cu(NH3)4
2+

-Al(OH)4---Pb(OH)3Sb(OH)4Sn(OH)62Zn(OH)42-

Cd2+ Cu Ni Pb
2+ 2+ 2+

(azul) (azul)

Ni(NH3)62+ ----

Sb3+ Sn4+ Zn2+

Zn(NH3)42+

Por lo general es un catión el que se encuentra presente como especie única, y que puede ser un complejo, un ion libre o un precipitado. Si la reacción es completa lo másprobable es que la especie única sea un ion complejo. La especie única será un precipitado si se mantiene sin disolver. Si es un catión libre la adición de agente acomplejante a una concentración 1 M o mayor convertirá todo el catión al complejo correspondiente. La constante de disociación del complejo Kd permitirá evaluar el grado de conversión del catión libre al complejo correspondiente. El valorde la constante de solubilidad Ksp (producto de solubilidad) permitirá evaluar la cantidad de catión libre en disolución después de la precipitación. Ambos valores, Kd y Ksp, se requieren para determinar el grado de disociación de un precipitado en una disolución de acomplejante.

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