SEPARACION DE GRUPO DE CATIONES

LABORATORIO N° 1

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 quefacilitarán la comprensión 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 loscationes y cuales han sido los 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,
Sulfuros insolubles 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,
Sulfurosprecipitables por (NH4)2S en presencia de NH4Cl.
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 ellaboratorio.

Producto de Solubilidad

Para electrolitos 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 electrolitobinario:

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 cantidadesvariables de una sal más soluble con un ión 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 la expresión 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 valor final 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...