Separacion de cationes

SEPARACIÓN DE CATIONES POR GRUPOS

OBJETIVO

Distinguir los cationes de cada grupo, sabiendo que precipitan en presencia de un reactivo particular para cada grupo.
Establecer una clasificación basada en las distintas solubilidades de los cloruros, sulfuros, hidróxidos y carbonatos.

PARTE TEÓRICA

Es este segmento se darán a conocer algunos conceptos y métodos que facilitarán lacomprensión de esta separación por grupos.

Reacciones Selectivas
Son reacciones que dan resultados idénticos o muy parecidos con una o muchos iones (grupos de iones)
Ejemplo:

Cationes I
(Ag+, Pb++, Hg++2) + HCl  HgCl
AgCl
PbCl2
Clasificación de cationes
A continuación se presentará un cuadro en el cual nos enseñará, como han sido separados por grupo los cationes y cuales han sidolos reactivos capaces de conseguir esta separación.

GRUPO REACTIVO DE GRUPO IONES PRECIPITA CARACTERÍSTICAS DEL GRUPO
I
(grupo de la plata) HCl diluido Ag+, Pb++, Hg2++ AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 Cloruros insolubles en HCl diluido
II
(grupo del cobre y del arsénico) H2S en presencia de HCl diluido Hg, Pb2+, Bi++, Cu, Cd+2, Cn2+, As3+, Sb3+ HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS, SuS, As2S3, Sulfurosinsolubles en HCl diluido
III
(grupo del hierro y del zinc) (NH4)2S en presencia de NH4OH y NH4Cl Al3+, Cr3+, Fe3+ Ni2+,CO2+, Mn2+, Zn2+ Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3
NiS, CoS, MnS, ZuS Hidróxido precipitables por NH, OH en presencia de NH, Cl.
IV
(grup o del calcio) (NH4)2CO3 en presencia de NH4OH y NH4Cl Ba2+, Sr2+,Ca2+ BaCO3, SrCO3, CaCO3, Sulfuros precipitables por (NH4)2S en presencia deNH4Cl.
V
(grupo de los metales alcalinos) Sin reactivo de grupo Mg2+, Na1+, K1+, Li1+, NH41+ Sin precipitado de grupo Iones que no precipitan en los grupos anteriores.
Nota: Este cuadro ha sido conseguido, gracias a los experimentos hechos por científicos en su época, estos mismos serán los que tenemos que conseguir experimentalmente en el laboratorio.

Producto de Solubilidad

Paraelectrolitos escasamente solubles, experimentalmente se comprueba que el producto de las concentraciones molares totales de los iones es una constante para cada temperatura (en nuestro caso temperatura ambiente). Este producto Sp cada temperatura (en nuestro caso temperatura ambiente). Este producto Sp se denomina producto de solubilidad. Para un electrolito binario:

AB  A+ + B-
SAB = [A+] [B-]En general, para un electrolito ApBq que se ioniza en pAT... y qB-..., iones

ApBq  PA+... + qB-...
SApBq = [pA+...]p x [qB-....]q

La sustancia sólida se ioniza completamente en solución diluida, por lo que no habrá moléculas sin ionizar. Se puede demostrar termodinámicamente que en soluciones saturada de cualquier sal que contienen cantidades variables de una sal más soluble con unión común, los productos de las actividades de los iones en los distintos soluciones saturadas son los mismos, sea el electrolito binario:

AB  A+ + B-
 aA+ x aB- = constantes

En las soluciones muy diluidas, a las que nos estamos refiriendo, las actividades pueden ser tomadas como iguales prácticamente a las concentraciones, de cómo que [A+] x [B-] = Constante.

Cabe resaltar que laexpresión del producto de solubilidad es aplicable para soluciones saturadas de electrolitos escasamente solubles y con condiciones pequeñas de otras sales.

La gran importancia de la concepción del producto de solubilidad se debe a su vinculación con la precipitación en soluciones, siendo esta una de las operaciones principales en el análisis cualitativo. El producto de solubilidad es el valorfinal que se obtiene para el producto iónico cuando se alcanzado el equilibrio entre una fase sólida y la solución si las condiciones experimentales son tales que el producto iónico es diferente del producto de solubilidad, entonces el sistema se modifica de modo que los productos iónicos y de solubilidad lleguen a ser iguales. De ese modo si para un electrolito se hace que el producto de las...