Informe Lab. Kimica N 06.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICA ESCUELA PROFESIONAL DE FISICA

LABORATORIO DE QUIMICA INORGANICA Y ANALISIS QUIMICO INFORME N0 06 MARCHA ANALÍTICA DE CATIONES SEPARACIÓN DE CATIONES DEL PRIMER GRUPO

INTEGRANTES

CODIGO

GRUPO: V GRUPO HORARIO: 90G PROFESOR: Lic. LUIS ANGELES VILLON SEMESTRE: 2010 - A

Callao, 03 de junio del 2010

OBJETIVOS



Identificar y separar los iones Ag+, Pb2+, Hg22+, de una muestra solida o liquida.



Comprender las caracterizaciones de una mezcla compleja de iones en solución.

INTRODUCCION TEORICO

La marcha analítica es un proceso técnico y sistemático de identificación de iones inorgánicos en una disolución mediante la formación de complejos o sales de color único y característico. Una secuencia de reactivos es más o menos selectiva si se produce con más o menos problemas. Un reactivo es específico (más selectivo) cuando reacciona con muy pocos cationes y aniones. Se van a llamar reactivos generales (menos específicos) cuando reaccionan con muchos cationes y aniones.

Cationes del primer grupo: Ag+, Pb2+, 𝐻𝑔22+ La escasa solubilidad de los cloruros de este grupo permite su separación por la precipitación de ellos con el acido clorhídrico (HCl), sin embargo debido a la solubilidad del PbCl2 es recomendable que se reconozca al Pb2+ con los elementos del segundo grupo. Las sucesivas operaciones se resumen en los siguientes pasos:  Precipitación de los cationes con HCl.  Separación del PbCl2 con agua caliente e identificación del Pb2+ en la solución.  Separación del AgCl por su solubilidad en solución de hidróxido de amonio e identificación da la Ag+.  Identificación del 𝐻𝑔22+

DATOS EXPERIMENTALES Y TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES

 Colocamos 5ml de la muestra problema en un tubo de ensayo, calentamos la muestra en un vaso de precipitados con agua, armando el siguiente sistema:

 Cuando ya se esté caliente el tubo de ensayo vertimos HCl 2N hasta que se precipite la solución, quedándose precipitado al fondo del tubo de ensayo, el color que toma este precipitado es blanco, el cual es evidencia de que hay AgCl.

 Luego de haber enfriado el tubo de ensayo filtramos vertiendo el resto en otro tubo de ensayo, sobre este mismo papel filtro que contiene el precipitado añadimos agua caliente y recogimos en otro tubo de ensayo, (este procedimiento repetimos una vez mas), obteniendo así tres tubos de ensayo con una solución cristalina el cual baja el color de su intensidad entre más veces echemos agua caliente al papel filtro, debido a que el PbCl2 es el más soluble de los cloruros presentes ,pasara al tubo de ensayo.

 Agregamos unas gotas de Solución 0,25 M de K2CrO4 a los tres tubos de ensayo tornándose estas de color amarillo, esto nos indica la formación del precipitado Pb2+, bajando su tonalidad en el orden el cual lo recogimos.

 Al precipitado que quedo en el papel filtro, si están presentes en la muestra problema los cloruros de plata y mercurio, entonces a este precipitado le agregamos 5ml de la soluciones 0,5 M de NH3 recogiéndose esta solución de color cristalina en otro tubo de ensayo, en esta se forma un ion complejo que permanece en la solución; a este tubo de ensayo añadimos 5 gotas de la solución 0,5 M de HNO3, pasando de un color amarillo verdoso hasta tornándose blanco ,esto indica la presencia de plata en la solución, se llega cuando se neutraliza la solución con el acido nítrico.

 Cuando se añadió la solución de amoniaco al precipitado se observa que el papel de filtro se ennegrecía, este indica que el ion Hg+ estaba presente en la solución problema.

 Reacciones de los cationes con el HCl:

 CATIONES: + 𝐴𝑔(𝑎𝑐) + 𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) 2+ 𝑃𝑏(𝑎𝑐) + 𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) 2+ 𝐻𝑔2(𝑎𝑐) + 𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝐻𝑔2 𝐶𝑙2(𝑠)

 Separación del Pb2+:

𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒) → 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑎𝑐)  Reconocimiento del Pb2+:

𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑎𝑐) + 𝐾2 𝐶𝑟𝑂4(𝑎𝑐) → 𝑃𝑏𝐶𝑟2 𝑂4(𝑎𝑐)

+  Separación del 𝑯𝒈𝟐+ 𝟐 y la Ag :

2+ + 𝐻𝑔2(𝑎𝑐) + 𝑁𝐻4 𝑂𝐻(𝑎𝑐) → 𝐻𝑔(𝑁𝐻2 )(𝑎𝑐) + 𝐻𝑔(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) + 𝐴𝑔(𝑎𝑐) + 𝑁𝐻4 𝑂𝐻(𝑎𝑐) → [𝐴𝑔(𝑁𝐻3 )]𝐶𝑙(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑙)

 Reconocimiento el ion Ag+: 𝑁𝐻4 𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝐻𝑁𝑂3(𝑎𝑐) → 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) + 𝑁𝐻4 (𝑁𝑂)3(𝑎𝑐)

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

 Atreves de un conjunto de reglas practicas llamadas marcha de cationes pretendimos identificar a los cationes Ag+, Pb2+, 𝐻𝑔22+ , para esto tenemos una muestra problema. A lo cual se le hizo reaccionar con una solución de HCl y esto con la finalidad de formar un precipitado en la cual podría estar presente 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) , 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) , 𝐻𝑔2 𝐶𝑙2(𝑠) de color blanco.  En este primer paso, lo que en la teoría se dice se obtiene en la practica porque efectivamente se formo un precipitado de color blanco, luego la teoría dice que si este precipitado se le agrega agua caliente entonces el 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) se filtraría, y esto porque dicha sustancia es más soluble que los demás precipitados y efectivamente se comprueba que el 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) esta solubilizado, al agregar una solución de 𝐾2 𝐶𝑟𝑂4(𝑎𝑐) se forma un precipitado de color amarillo lo cual evidencia la presencia de Pb2+.

 Al precipitado que queda en el papel de filtro se filtra echando NH3 formando un precipitado y un complejo, al complejo formado le agregamos una solución de 𝐻𝑁𝑂3(𝑎𝑐) lo cual evidencia la presencia del ión Ag+.

 El papel de filtro se negra y esto es evidencia que esta presente el ión Hg+ lo cual también se comprobó.

CONCLUSIÓN

De esta manera se concluye la separación e identificación de cationes del primer grupo. La observación cuidadosa de los colores generados por cada precipitado al agregar los distintos reactivos, nos entrego la información, definitiva acerca de la presencia o ausencia de ciertos iones. Un factor importante que cabe mencionar es que se debe tener en cuenta que cuando se agrega un reactivo específico para la identificación de ciertos iones, la no aparición de un precipitado nos indica la ausencia de este.

CUESTIONARIO

1 -¿Qué es una marcha analítica? Es el método sistemático de reconocimiento de cationes. Existen diversos métodos, los cuales se diferencian en alguno de los reactivos agregados a la disolución para la precipitación sucesiva de los grupos de compuestos insolubles correspondientes. La mayoría de ellos utilizan el gas sulfhídrico para la precipitación de cierto número de cationes como sulfuros insolubles, pues a pesar de su olor repugnante a huevos podridos y de su toxicidad, su empleo continúa siendo muy conveniente y eficaz.

2- ¿Cuál es la finalidad de realizar una marcha analítica de cationes? Su finalidad es muy importante para los laboratorios de química e industriales ya que este procedimiento separa de manera sistemática los diversos iones contenidos en una muestra, para poder así reconocer algunos de sus componentes. 3-¿Qué características tiene los cationes del primer grupo? Los cationes del primer grupo tiene la particularidad de formar cloruros insolubles en presencia de ácidos diluidos. 4-¿Cuál es el reactivo precipitante del grupo de cationes? El reactivo que se precipita es el Hg22+, ya que cuando se añade NH3 2N sobre el mismo papel de filtro, en el se forma una mancha gris o negro, que es una mezcla de HgClNH2 y Hg0. Pb2+: Se añade KI y da un precipitado amarillo de PbI2 o bien con K2CrO4 5- Escriba las reacciones iónicas del primer grupo frente al HCl y al NH4OH.

 Con el HCl: + 𝐴𝑔(𝑎𝑐) + 𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) 2+ 𝑃𝑏(𝑎𝑐) + 𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) 2+ 𝐻𝑔2(𝑎𝑐) + 𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝐻𝑔2 𝐶𝑙2(𝑠)

 Con el NH4OH: 2+ + 𝐻𝑔2(𝑎𝑐) + 𝑁𝐻4 𝑂𝐻(𝑎𝑐) → 𝐻𝑔(𝑁𝐻2 )(𝑎𝑐) + 𝐻𝑔(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) + 𝐴𝑔(𝑎𝑐) + 𝑁𝐻4 𝑂𝐻(𝑎𝑐) → [𝐴𝑔(𝑁𝐻3 )]𝐶𝑙(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑙)

6-Identifique la solubilidad del primer grupo de cationes frente al agua caliente. El PbCl2(S) tiene una solubilidad bastante elevada en agua caliente, por lo que, si el precipitado de cloruros se trata con agua caliente se disolverá el PbCl(ac) , permaneciendo insoluble los demás precipitados.

𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒) → 𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑎𝑐) 7-¿Qué reactivos utiliza para reconocer el primer grupo de cationes? Para reconocer utilizamos los siguientes reactivos:  

Soluciones 0,5 M de HCl ,NH3 y HNO3 Solución 0,25 M de K2CrO4

8-identifique el color de los precipitados formados en el ítem anterior. Ag+: Con HCl da AgCl (blanco) Hg22+: En la marcha analítica precipita con HCl, se añade NH3 y da en el filtro un precipitado negro de Hg0. Pb2+: Se añade K2CrO4 nos da un precipitado PbCrO4 que es de color amarillo. 9-escriba las reacciones iónicas para el reconocimiento del primer grupo de cationes.  Reconocimiento del Pb2+:

𝑃𝑏𝐶𝑙2(𝑎𝑐) + 𝐾2 𝐶𝑟𝑂4(𝑎𝑐) → 𝑃𝑏𝐶𝑟2 𝑂4(𝑎𝑐)  Reconocimiento el ion Ag+: 𝑁𝐻4 𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝐻𝑁𝑂3(𝑎𝑐) → 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) + 𝑁𝐻4 (𝑁𝑂)3(𝑎𝑐)

10.- presente un esquema la separación del primer grupo de cationes.

REFERENCIAS BIBLIAGRAFICAS

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MARCHA ANALITICA DE CATIONES. En: enciclopedia wikipedia. Perú, 2007. [Fecha de consulta: 06 de junio] disponible en : http://es.wikipedia.org/wiki/Marcha_anal%C3%ADtica

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CHANG RAYMOND. Química general. Editorial. McGraw-Hill,2007

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BUTLER y HARROD. Química Inorgánica. Principios y Aplicaciones Editorial. Adisson Wesley Iberoamericana -1995

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BROWN, LEMAY, BURSTEN. Química La Ciencia Central. Editorial. Pearson Education,2004