Identificaciones Cationes Del Cuarto Grupo

Identificaciones cationes del cuarto grupo. Resumen. En la práctica experimental se tiene como objetivo conocer y aplicar el método analítico de identificación cualitativa de iones en solución acuosa conocido como Marcha Analítica. Además de identificar los cationes del cuarto grupo los cuales son: Bario, Calcio y estroncio. Así de una muestra de solución problema, se podrá comprobar que en la muestra existe bario, calcio y estroncio, esto será demostrado ya que al precipitar los cationes y hacer una prueba de flama nos dará un color diferente para cada precipitado, así se podrá demostrar la existencia de estos cationes en la solución problema. Introducción. La marcha analítica de cationes es una técnica de análisis cualitativo que permite la Separación e identificación de los cationes presentes en una muestra. Consiste en una Serie de pasos sistemáticos basados en reacciones químicas las cuales permiten en primer lugar separar cada catión constituyente de la muestra aprovechando ciertas propiedades particulares como lo es la solubilidad y el pH, y en segundo lugar identificarlos mediante reacciones específicas de cada catión. Los cationes son clasificados en cinco grupos de acuerdo a su comportamiento frente a ciertos reactivos, principalmente frente al ácido clorhídrico, sulfuro de hidrógeno, sulfuro de amonio y carbonato de amonio. La clasificación se basa en si la reacción entre los cationes y el reactivo promueve o no la formación de un precipitado, es decir, se basa en la diferencia de solubilidades de los cloruros, sulfuros y carbonatos formados. Los cinco grupos que constituyen la marcha analítica de cationes son los siguientes: Grupo I. Este grupo está constituido por iones plata (Ag+), mercurioso (Hg22+) y plomo (Pb2+), los cuales se caracterizan por formar precipitados en presencia de ácido clorhídrico diluido. Grupo II. Los iones que conforman este grupo generan precipitados al hacerlos reaccionar con sulfuro de hidrógeno en un medio ligeramente ácido. Los cationes que integran el mismo son: mercurio (Hg2+), cobre (Cu2+), bismuto (Bi3+), cadmio (Cd2+), antimonio III y V (Sb3+ y Sb5+), arsénico III y V (As3+ y As5+) y estaño II y IV (Sn2+ y Sn4+). A su vez, dichos cationes se clasifican en dos subgrupos: el subgrupo a) que incluye los primeros cuatro cationes y el subgrupo b) que incluye los seis cationes restantes. Esta sub clasificación responde a la diferencia de solubilidad que tienen ambos grupos en presencia de polisulfuro de amonio. El grupo b) se caracteriza por ser soluble en dicho reactivo mientras que el grupo a) no lo es. Grupo III. Este grupo está integrado por los iones cobalto (Co2+), níquel (Ni2+), hierro II y III (Fe2+ y Fe3+), cromo (Cr3+), aluminio (Al3+) , zinc (Zn2+) y manganeso (Mn2+).En este grupo los cationes precipitan al hacerlos reaccionar con sulfuro de amonio en medio neutro o amoniacal. Grupo IV. Conformado por los cationes calcio (Ca2+), estroncio (Sr2+) y bario (Ba2+) los cuales reaccionan con carbonato de amonio en presencia de cloruro de amonio en medio neutro o ligeramente ácido para generar un precipitado. Grupo V. Este grupo está conformado por aquellos cationes comunes que no reaccionan con los reactivos mencionados en los grupos anteriores. Estos cationes son: el litio (Li+), el magnesio (Mg+2), el sodio (Na+), el potasio(K+), el hidrógeno (H+) y el ion amonio (NH4+).

En este trabajo experimental se pretende que el estudiante lleve a cabo la separación e identificación de los cationes del grupo I y III de una muestra problema suministrada, haciéndola reaccionar con los reactivos apropiados. Al finalizar la experiencia el estudiante debe ser capaz de identificar los componentes de una muestra cualquiera aplicando los reactivos característicos de cada grupo. Justificación. Este experimento tiene como finalidad aplicar los conocimientos adquiridos en la asignatura de química, en lo referente a equilibrio químico de soluciones iónicas, para determinar la presencia y separación de los cationes del cuarto grupo. Objetivo. -El objetivo principal es identificar y separar los cationes del cuarto grupo (calcio, bario y estroncio). -- Conocer y aplicar el método analítico de identificación cualitativa de iones en solución acuosa conocido como Marcha Analítica. Variables. Independiente: el volumen Dependiente: muestra problema Hipótesis. Comprobar la existencia de los cationes del cuarto grupo en la muestra problema que se nos asignó, si los cationes del cuarto grupo existen, al hacer la comprobación de la coloración de flama nos dará un color en específico los cuales serían: verde-amarillo para el bario, rojo oscuro para el estroncio y rojo-naranja para el calcio, si se dan estos colores quiere decir que existen los cationes. Materiales. 7 Tubos de ensaye pipeta vaso de precipitados pinza para tubo alambre de platino anillo rejilla mechero agitador centrífuga cápsula de porcelana Baño maría REACTIVOS Cloruro de amonio Hidróxido de amonio Carbonato de amonio Ácido acético Cromato de potasio Ácido clorhídrico concentrado. Hidróxido de amono concentrado. Oxalato de amonio

Procedimiento

1- A 2 mililitros de solución problema de este grupo, se le agregan 10 gotas de solución de NH4CI, y se alcaliniza agregando NH4OH probándose con papel tornasol, añadiéndose enseguida 10 gotas de solución de (NH4)2C03, verificándose si hay precipitación total.' Se calienta en baño de agua por 5 min., se deja reposar, se enfría y se centrífuga. El precipitado se lava 2 veces con 10 gotas de agua destilada y 2 gotas de (NH4)2C03, el agua de los lavados se desecha. NOTA: Se agrega el NH4CI antes que el NH4OH para que no precipite el Mg (OH)2. Efecto del ion común. Ba+ + CO3-2 --------------------► BaCO3 (blanco) Sr+ + CO3-2 --------------------► SrCO3 (blanco) Ca + CO3-2 --------------------► CaCO3 (blanco)

2- Se añaden 20 gotas de CH3COOH y se agita calentando un poco para lograr la solubilidad total. Se puede agregar más ácido y agua destilada. BaCO3 + 2H+ --------------------► Ba+2 + CO2 + H2O SrCO3 + 2H+ --------------------► Sr+2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2H+ --------------------► Ca+2 + CO2 + H2O 3- A la solución del PASO 2 se les añade 1 gota de cromato de potasio; si se forma. Precipitado se comprueba la existencia de Bario. Se hace precipitado amarillo débil, así se comprueba la presencia de Bario. Si existe precipitado, agregar a la solución cromato de potasio hasta la precipitación completa, centrifugar. El precipitado se lava con 20 gotas de agua y 2 gotas de ácido acético; el líquido de los lavados se desecha. Ba+2+ CrO4-2 --------------►BaCrO4 (amarillo) Sr+2 + CrO4- --------------► NR Ca+2 + CrO4- ---------------► NR 4- Al precipitado del PASO 3 se le añaden 5 gotas de HCI conc. Se sumerge un alambre de platino en esa mezcla y se lleva a la flama. La aparición de un color verde amarillento indica la presencia del Bario. Si al agregarlo observamos una coloración verde-amarillo, hay presencia de bario.

5- La solución del PASO 3 es neutralizada con NH4OH gota a gota probando fuertemente con papel tornasol, se añade (NH4)2C03 hasta precipitación total, calentar 2 minutos, se deja enfriar, centrifugar. La solución se desecha y el precipitado se disuelve con 15 gotas de CH3COOH, si es necesario se calienta para disolverlo. Ca+2 + (NH4)2CO3---------------► CaCO3 (b,anc0) + 2NH4+ Sr+2 + (NH4)2CO3 ---------------► SrCO3 (b,anco) + 2NH4+

6- La solución del PASO 5, se alcaliniza con NH4OH y se agrega (NH4)2C04 hasta la precipitación completa del sulfato de estroncio. Calentar a ebullición y dejar reposar unos minutos, centrifugar. Sr+2 + (NH4)2SO4 --------------►SrSO4 (blanco) + 2NH4+ Ca+2 + (NH4)2SO4 --------------► NR

7- Al precipitado del PASO 6 se le agregan unas gotas de HCI conc, y se prueba a la flama Una coloración rojo oscuro confirma la presencia de Estroncio. 8- A la solución del PASO 6 se le agregan 15 gotas de solución de oxalato de amonio, un precipitado blanco cristalino indica la presencia de Calcio. Para su confirmación, se centrífuga; la solución se desecha y al precipitado se le agregan unas gotas de HCI conc. y se observa a la flama una coloración rojo naranja que confirma la presencia de Calcio. Ca+2 + (NH4)2C2O4 --------------►CaC2O4 + 2NH4+ Es necesario ver la coloración a la flama, ya que la reacción es general para todo el grupo, y pudiera ser que el precipitado fuera alguna interferencia.

Resultados. Identificación de bario.

Identificación del Estroncio.

Identificación del Calcio.

Conclusión. Se concluye que no se cumplió la hipótesis planteada, porque solo se pudo comprobar el color de flama del estroncio y calcio, ya que a la hora de comprobar el color de flama de bario no dio el color que era amarillo-verde, se puede decir que un factor fue a la hora de agregar las gotas de los reactivos a utilizar ya que se agregaron muy pocas gotas y ese pudo haber sido uno de los problemas para obtener el color de flama del Bario. Bibliografía. -Ludmila Holkova, química analítica cualitativa. Teoría y práctica, editorial trilla, 2da edición, México, 1998. -R. U. Brumblay, análisis cualitativo, editorial CECSA, 17ª edición, México. -webdelprofesor (en línea) disponible en: webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/lauraitm/guiaLQA/Practica