Informe 3 Marcha Analitica de Separacion en El Segundo Grupo Del Mercurio y La Solucion A (Subgrupo Del Arsenico)

 

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LABORATORIO LABORATO RIO DE ANALISIS QUIMICO CUALITATIVO

 

MARCHA ANALITICA DE SEPARACION EN EL SEGUNDO GRUPO DEL MERCURIO Y LA SOLUCION A (SUBGRUPO DEL ARSENICO) 1. OBJETIVOS   Separar e identificar a los cationes del grupo II, haciéndolos precipitar como

sulfuros posteriormente separarlos entre sí para poder identificarlos individualmente   Lograr identificar al mercurio durante todo el proceso de la marcha analítica del segundo grupo y reconocerlo en los precipitados en donde se forma.

2. FUNDAMENTO TEORICO

3. PARTE EXPERIMENTAL A. MARCHA ANALITICA ANALITICA DE SEPARACIÓN SEPARACIÓN DE CATIONES EN EL SEGUNDO GRUPO DEL MERCURIO A.1. OBSERVACIONES   Al agregar H2O2 a la solución muestral se torna un color naranja tenue, lo

que al calentarlo en baño maría se aprecia como el precipitado sedimenta poco a poco de color rojo anaranjado.   Al agregar yoduro de amonio, la solución se torna un color incoloro con un precipitado de color naranja y que al finalizar la evaporación casi a seco, se observa que se forma una solución de color marrón-naranja envuelto entre las paredes del tubo, y la presencia de un gas color violeta que fue desprendida en la campana

  Al medir el pH en el indicador violeta de metilo se observa que tiene un

color verde opaco por lo que le tuvimos que echar15 gotas de HCl para que llegue a un pH = 0,5 mostrando un color verde pastel.   Al agregar la tioacetamida se observa que se forma una solución amarilla intensa con un precipitado rosado. Después de calentarlo en baño maría la solución se torna un color mostaza y el precipitado un color marrón oscuro lo que indica los sulfuros de los elementos del grupo II pues la tioacetamida (CH3CSNH2) se hidroliza lentamente con agua caliente, produciendo H 2S.   Al agregar 16 gotas de polisulfuro de amonio se forma un precipitado de color marrón muy oscuro con una solución de color cafe. Se agrega polisulfuro con objeto de tener una mayor concentración de iones sulfuro.

CONTINUACION DE SEPARACION DE CATIONES DEL SEGUNDO GRUPO

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    El precipitado formado de HgS es de color marrón oscuro. Se disuelve tan

poco que la oxidación de su ion sulfuro por el HNO3 3M es extremadamente lenta.   La solución de los subgrupos del cobre es de color blanco lechoso.   Al agregar 2 a 3 gotas de SnCl 2  al 10% se forma un precipitado blanco grisáceo que confirma la presencia de iones Hg +2.   Al añadir KI 0,2M a la solución se observa la formación de una solución amarillo opaco con un precipitado de color rojo lo que confirma la presencia de Hg+2.

A.2. REACCIONES QUIMICAS   La oxidación del Sn +2 a Sn+4 por el peróxido es: + − − − 4H O+ (ac)  Sn(ac)  O(ac)  6Cl(ac)   → SnCl(ac)  6H O()  

  El peróxido de hidrogeno se descompone lentamente durante la

ebullición:

2H O(ac)   → 2H O()   O()  ↑     reducción del AsO43 – a AsO33 –  por el NH4I(ac) + − + 2H O+ (ac)  AsO(ac)  2I(ac)  → AsO(ac)    I()   3H O()  

  Hidrólisis de la tiocetamida para generar H 2S

CH CSNH(ac)  H O()   → CH CONH(ac)   H S()   − +  2H(ac)   H S(ac)  2H O()  ↔ S(ac)

  Formación de precipitacion por acción de los iones sulfuro con los

elementos del grupo II − Hg + (ac)  S(ac) → HgS()  − Pb+ (ac)  S(ac) → PbS()  − 2Bi+ (ac)  3S(ac) → Bi S()   − Cu+ (ac)  S(ac) → CuS()   − Cd+ (ac)  S(ac) → CdS()  

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  − − 2SbCl− (ac)  3S(ac) → 6Cl(ac)  Sb S()   − − SnCl− (ac)  2S(ac) → 6Cl(ac)  SnS()   − + 2H AsO− (ac)  5S(ac)  12H O(ac) → 20H O()   2S()  As S()  

  Reacción a complejo de los iones Sn, As y Sb con el polisulfuro de

amonio

As2S3(s) + 3(NH4)2Sx (ac) 2AsS3(NH4)3(ac)  2SnS2(s) + 2(NH4)2Sx (ac) 2SnS3(NH4)2(ac)  Sb2S3(s) + 3(NH4)2Sx (ac) 2SbS3(NH4)3(ac)

  Los sulfuros sulfuros

PbS, CuS, CdS y Bi2S3  se disuelven en HNO3  3M de la siguiente manera

3PbS(s) + 2NO3 – (ac) + 8H+(ac)    3Pb2+(ac) +3S(s)  + 2NO(g)  + 4H2O(l )   – 

3CuS(s) + 2NO3 (ac) + 3CdS(s) + 2NO3 – (ac) +

+ 8H (ac)    8H+(ac)   

2+ 3Cu (ac) +3S(s)  3Cd2+(ac) +3S(s) 

+ 2NO(g)  + 4H2O(l )  + 2NO(g)  + 4H2O(l ) 

Bi2S3(s) + 2NO3 – (ac) + 8H+(ac)   2Bi3+(ac) +3S(s)  + 2NO(g)  + 4H2O(l ) 

  Al agregar agua regia al sulfuro de mercurio (II), se realiza la siguiente

reacción + − ()  ↔ ()  ()   + + ()  ↔ ()  ()  

 – 

3HgS(s) + 2NO3 NEGRO

(ac) +

 – 

 – 

8H+(ac) + 12Cl  (ac) = 3HgCl 42

(ac) +

3S(s) + 4H2O(l ) + 2NO(g) 

  Al evaporar a 2 ó 3 gotas, se eliminan sustancias indeseables y luego al agregar

1mL de agua se diluye la solución ocurriendo la disociación del HgC l 42 –  − + − ()   ()  ↔ ()  4()  

  Tratamiento de la primera porción

2HgCl(ac)  Sn SnCl Cl(ac)  → SnCl(ac)  Hg  Cl()   CONTINUACION DE SEPARACION DE CATIONES DEL SEGUNDO GRUPO

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  Blanco + + − 2HgCl(ac)  ()  → 2()  ()  4()  

Negro   Tratamiento de la segunda porción

HgCl(ac)  2KI(ac)   →Rojo-naranja Hg HgII()  2KCl(ac)  − −     → Hg HgII(ac) HgI(ac)  2I(ac)

A.3. EXPLICACION DE LAS REACCIONES   El peróxido sirve para oxidar el Sn2+ a Sn4+    El peróxido de hidrogeno se descompone lentamente durante durante la ebullición,

de manera que no interfiere con las operaciones subsecuentes. subsecuentes.   La tioacetamida se hidroliza lentamente con agua caliente, produciendo H2S(ac) 

  El H2S(ac) aumenta gradualmente la concentración de iones sulfuro en toda    

     

la solución Los iones sulfuro reaccionan entonces con los iones que contienen los elementos del Grupo II para formar sulfuros. El (NH4)2S se agrega para aprovechar la naturaleza anfotérica de los sulfuros de los elementos del subgrupo del arsénico. En soluciones de alta concentración de iones negativos solubles como: AsS2- ,SbS2- y Sn3S2  Para separar el subgrupo del cobre aprovechamos la gran solubilidad que tiene este grupo y la poca solubilidad del HgS en agua. La reacción del HNO3 con los iones sulfuros para que no interfiera más adelante. Si calentamos demasiado se produce el precipitado de estaño, que no es

deseado que aparezca.   El cloruro de estaño sirve para concentrar de iones de cloruro y estaño para que se dé la reducción del ion mercúrico a mercurio o cloruro mercurioso, por la acción del cloruro estañoso. Hay 4 maneras de expresar lo anterior por medio de ecuaciones, dado que existen dos posibles compuestos iniciales que contienen mercurio y dos posibles productos.   Para confirmar se agrega yoduro de potasio que alimenta de iones de potasio y yoduro. Este yoduro reacciona con los iones mercurio en la muestra que da un precipitado rojo .

A.4. DIAGRAMA DE PROCESOS CONTINUACION DE SEPARACION DE CATIONES DEL SEGUNDO GRUPO

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PRIMER PRECIPITADO

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SEGUNDO PRECIPITADO

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  TERCER PRECIPITADO

PORCIONES DE LA SEPARACION

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  A.5. CONCLUSIONES  

El ácido nítrico hac hace e soluble a los cationes del subgrupo del ccobre obre por lo que lo único que pudo precipitar fue el HgS (precipitado negro).   En la segunda porci porción, ón, si se agrega KI en ex exceso ceso se formará un complejo yoduro de potasio, esto noen es una lo ideal ya quede lo se buscade esmercurio identificar los cationes que hay muestra solución.

4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS  

Vogel, A. (1991), Quimica Analitica Cualitativ Cualitativa, a, 6a edición, edición, Buen Buenos os  Aires, Kapelusz, pp. 138  – 146.   Burriel, F., L Lucena, ucena, F., Arriba, S., Herna Hernandez ndez J. J. (2000). Q Quimica uimica  Analitica Cualitativa, 17ª Edicion, España, España, Paraninfo, pp. 176  – 179.

CONTINUACION DE SEPARACION DE CATIONES DEL SEGUNDO GRUPO

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CONTINUACIÓ N MARCHA ANALÍTICA DE SEPARACIÓN DEL CONTINUACIÓN SEGUNDO GRUPO-SUBGRUPO DEL ARSÉNICO Y SUBGRUPO DEL COBRE

1. OBJETIVOS El presente laboratorio tiene como principales objetivos:  

Poder reconoc reconocer er y separar separar los cation cationes es del ssegundo egundo grup grupo o mediante precipitación de sulfuros para luego separarlos entre si e identificarlos de manera individual.

 

Aprender a diferenciar los subgrupos del Arsénico y Cobre mediante propiedades físicas y formación de precipitados.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO C ation tiones es de dell s eg und undo o g rupo

Los cationes del grupo II se clasifican en dos subgrupos: IIA, es el subgrupo del cobre y IIB, es el subgrupo del arsénico. Esta sub clasificación responde a la diferencia de solubilidad que tienen ambos grupos en presencia de polisulfuro de amonio. El grupo IIB se caracteriza por ser soluble en dicho reactivo mientras que el grupo IIA no lo es.   S ubg ru rupo po del C obr obre e

Para la separación entre sí de los sulfuros de mercurio, plomo, bismuto, cobre y cadmio, constituyentes de este subgrupo, se utiliza la menor solubilidad en ácidos del sulfuro mercúrico en comparación con la de los demás sulfuros, que es ejemplo típico de proceso de disolución de precipitados en el que se cumple la condición de que el reactivo añadido produce una reducción de la concentración de los iones hasta dejarla de la constante del producto de solubilidad del precipitado. Los sulfuros del plomo, bismuto, cobre y cadmio se disuelven en HNO 3 en caliente.

3. PICTOGRAMAS Sustancia

Riesgos

() 

  Por inhalación de vapores:



Precauciones   El personal de primeros auxilios debe usar equipo



Usos y Aplicaciones   Regulación de pH y neutralización de



respiratorio CONTINUACION DE SEPARACION DE CATIONES DEL SEGUNDO GRUPO

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  autónomo, así como ropa, guantes y calzado adecuado.

Irritaciones en vías respiratorias.   Sustancia muy corrosiva.



  Por contacto ocular:



Corrosivo ©

quemaduras, ceguera (lesión irreversible del nervio óptico).  () 

  No respirar el gas o los vapores.



  Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves.



Corrosivo ©

 ()  

  No inflamable, pero reacciona con la mayoría de los metales



  Gas venenoso, tóxico, irritante e inflamable.



  Contiene gas a presión puede explotar si se calienta.

  En caso de proyección en los ojos y la cara, tratar los ojos con prioridad.



  Llevar guantes, prendas, gafas y máscara de protección.



  En caso de ingestión enjuagarse la boca. No provocar el vómito.



  El producto forma mezclas explosivas con el aire.



  Mortal si se inhala.



  Puede irritar las vías respiratorias.



  Muy tóxico para los organismos acuáticos.



  () 

  Contacto con la piel: Puede causar irritación, quemaduras, picazón,



  Desincrustante. Generación de disoluciones acuosas de dióxido de cloro para tratamiento de aguas.



  Fabricación de otros ácidos, fertilizantes, explosivos, pinturas, lacas, y barnices.



  Producción de sales inorgánicas. Refino de aceites y grasas.  Agente deshidratante



  Agente de decapado de metales



  Baterías.





Tóxico (T)

disoluciones básicas.

  Evacue de inmediato a todo el personal del área de riesgo.



  Se deberán utilizar equipos de respiración autónomos cuando se requiera.

  Regulador del pH en diversas



fabricaciones de productos tanto orgánicos como inorgánicos.



  Uso de guantes de nitrilo, gafas de protección, calzados



  Galvanoplastia



  Se utiliza en la fabricación de vidrio, hule encerado, linóleo,



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  adecuados, ropa de protección.

erupciones y pérdida de pigmentación.

semiconductores eléctricos, fotoconductores y fuegos artificiales, como pigmento y en curtido y pesticidas.

  Contacto con los ojos: Puede causar irritación, quemaduras, y ojos rojos y llorosos.   Inhalación: Irritación de nariz y garganta, causando tos.



Irritante (i)



() 

  Inflamable. Mantener alejado de fuentes de ignición.



  Los vapores son más pesados que



el aire, por lo que pueden desplazarse a nivel del suelo.

Inflamable (F)

  Puede formar mezclas explosivas con aire.



  Riesgo de inflamación por acumulación de cargas electrostáticas



  No inhalar los vapores. Procurar una ventilación apropiada.



  Prevenir la contaminación



del suelo, aguas y desagües.   Recipientes bien cerrados. En local bien ventilado.  Alejado de fuentes de ignición y calor. Temperatura ambiente. Protegido de la luz.



  Neutralizar  Ácidos



  Bases de Jabones



  Fabricación de Tintes



  Tratamientos de  Aguas Residuales



  Elaboración de Químicos



  Farmacéuticos



  Industrial



4. PARTE EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL ECUACIONES QUÍMICAS P ara Ia s ol oluci uci ón A

(NH4)AsS3 (ac) + 6HCl (ac) → 6NH4Cl (ac) + 2H3 AsS3 (ac) 2H3 AsS3 (ac) → 3H2S (g) + As2S3 Amarillo  As2S3(s) + 10NO3—(ac) + 8H3O+ (ac) → 2H2 AsO4-- + 10NO2 (g) + 3S (g) + 10H2O

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  H2 AsO4— (ac) + 2OH (ac)-- → AsO4—3(ac) + 2H2O  AsO4—3(ac) + 3Ag+1 → 3S3SO4 Interferente: Si reaccionaria el Bismuto en vez del Arsénico se generaría un color negro y no el amarillo deseado. P ara lla a S ol olución ución B

Al Agregar H2SO4.: Pb+2(ac) + SO4—2 (ac) → PbSO4 (ac) H2SO4 + calor → H2O + SO3 (g)

En el precipitado PbSO4: PbSO4 (ac) + 2CH3COO (ac) -- → Pb (CH3COO) 2(s) + SO4—2(ac) H2SO4 + calor → SO3 (g)

Agregando K2CrO7: K2CrO4 + H2O → 2K+1(ac) + CrO4—2(ac)  K2CrO7+ H2O → 2K+1(ac) + Cr 2O7—2(ac) --2 4 2CrO +

H3O

—2

→ Cr 2O7

-(ac) +

2OH + H2O

CrO4—2(ac) + Pb+2(ac)  → PbCrO4 (s)  Amarillo Interferente: En vez de reaccionar plomo se daría con el cadmio seria incoloro i ncoloro y no el amarillo epserado.

En la solución Bi+3, Cu+2, Cd+2

+3(ac) (ac) + 3OH-- → Bi (OH)3(S) Solido de color blanco Bi+3

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  Cu +2 (ac) + 3OH-- → Cu (OH) 2(s)   Cu (OH) 2(s) + 4NH3 (ac) → Cu (NH3)4+2(ac) 2OH— Azul

Interferente: Si fuese la reacción del complejo. Cd (NH3)4+2 el color se tornaría amarillo y no el azul en presencia del cobre Cd+2(ac) + 3OH—1 → Cd (OH) 2(s Cd (OH) 2(S) + 4NH3 (ac) → Cd (NH3)4+2(ac) + 2OH-- + Incoloro 

Precipitado Bi (OH) 3 Sn+2 + 2OH—1 → Sn (OH) 2(s) Sn (OH) 2(s) + 2OH-- → Sn (OH) 4—2(ac) Sn (OH) 4—2(ac) → SnO2—2(ac) + 2H2O 2Bi (OH) 3(s) + 3SnO2—2(ac) + 2Bi(s) + 3SnO3--2 (ac) + 3H2O Negro Interferente: La cantidad de precipitado de color negro no se daría si hubiese sido con el cobre que daría color rojo oscuro.

Solución: Cu (NH3)4+2 Primera Porcion: Cu (NH3)4+2 + 4CH3COOH → Cu+2 + 4NH4+1 + 4CH3COO—  2Cu+2 + Fe (CN)6—4 + Cu2Fe (CN)6, Marrón Rojizo Interferente: Al reaccionar con el cadmio se formaría precipitado amarillo y no del rojo oscuro. 

Segunda Porcion Cd (NH3)4+2 + 4CN-- →Cd (CN) 4—2 + 4NH3 Cd (CN) 4—2  → Cd+2 + 4(CN)— 

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  Cd (ac) +2 + S (ac) +2 → CdS(s), Amarillo

Kps = 1.6x10--28 Interferente: Si fuese la reacción con el estaño se generaría un precipitado gris y no amarillo como lo que se esperaba.

Conclusiones   Al agregar gotas de AgNO3 se formó un precipitado rojo parduzco esto indica la presencia de Ag 3 AsO4 



  No se confirmó la presencia de estaño ni de antimonio en las porciones de solución , la llama se tornó de un color rojo y no azul por tanto la prueba no fue satisfactoria debido a la ausencia de iones o interferencia de alguna especie



  Al agregar gotas de K2Cr 2O7 Y se forma una precipitado amarillo que indica la presencia de plomo PbCrO 4. 



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