Analisis Quimico

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica.

INFORME DE ANALISIS QUIMICO

DATOS GENERALES:

 NOMBRE:

Portocarrero Ccaccya, David

20112644A

 PROFESOR:

Tomás Vizarreta Escudero

 LABORATORIO:

IDENTIFICACIÓN DE CATIONES DE GRUPOS

PRIMER LABORATORIO DE ANALISIS QUIMICO : SEPARACION DE CATIONES POR GRUPO

I. OBJETIVOS

• Identificar los cationes de cada grupo mediante su separación en precipitados.

• Mostrar como los cationes de I, II, III, IV y V pueden separarse e identificarse mediante reacciones químicas que les son características.

II. FUNDAMENTO TEORICO

Química analítica

La Química Analítica puede definirse como la ciencia que desarrolla y mejora métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y naturaleza química de la materia. Dentro de la Química Analítica se incluye el Análisis Químico que es la parte práctica que aplica los métodos de análisis para resolver problemas relativos a la composición y naturaleza química de la materia.

Reactivo analítico

El procedimiento general para la identificación de una sustancia por el método clásico de análisis consiste en provocar en la misma un cambio en sus propiedades que sea fácilmente observable y que corresponda con la constitución de dicha sustancia. El agente que suscita el cambio se llama reactivo, porque generalmente, reacciona químicamente con el producto que se quiere reconocer.

Reactivos químicos

Los reactivos químicos se clasifican en generales y especiales. Los reactivos generales son comunes a un número grande de especies y se utilizan habitualmente para separaciones en grupos iónicos como acontece en las denominadas Marchas Analíticas. Los reactivos especiales actúan sobre muy pocas especies químicas y se emplean para ensayos de identificación o reconocimiento. Los reactivos especiales pueden ser: selectivos o específicos, según que actúe sobre un grupo pequeño de especies o bien sobre una sola.

Los reactivos específicos son muy escasos, pero un reactivo que tenga una selectividad definida puede hacerse específico variando convenientemente las condiciones del ensayo. Los reactivos generales son casi todos inorgánicos. Los reactivos especiales son, generalmente, de naturaleza orgánica.

Además de estos dos tipos de reactivos existen otros que se usan esporádicamente y que podemos englobar en la denominación común de reactivos auxiliares.

GRUPOS ANALÍTICOS DE CATIONES:

GRUPO I

Este grupo está constituido por iones plata (Ag +), mercurio (Hg 2+) y plomo (Pb 2+ ), los cuales se caracterizan por formar precipitados en presencia de ácido clorhídrico diluido.

GRUPO II

Los iones que conforman éste 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 IIA que incluye los primeros cuatro cationes y el subgrupo IIB que incluye los seis cationes restantes. Esta sub clasificación responde a la diferencia de solubilidad que tienen ambos grupos en presencia desulfuro de amonio. El grupo IIB se caracteriza por ser soluble en dicho reactivo mientras que el grupo IIA no lo es.

GRUPO III

Este grupo está integrado por los iones cobalto (Co 2+), níquel (Ni2+), hierro II y III (Fe2+y Fe3+), cromo (Cr3+), aluminio (Al3+) , zinc (Zn2+) y manganeso (Mn2+). En éste grupo los cationes precipitan al hacerlos reaccionar con sulfuro de amonio en medio neutro o amoniacal.

GRUPO IV

En 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 reacción 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+).

III. EQUIPOS Y MATERIALES

Tubos de ensayo papel filtro

Pinza para tubo de ensayo papel de tornasol

Embudo Bagueta

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Primer paso:

• Recibimos loa solución dada en el laboratorio, la cual contiene a los metales o las sales que se encuentran diluidas en ella. Estos metales en solución están presentes com cationes del Primer al Cuarto Grupo, de los cuales procedemos a identificar.

Segundo paso:

• Agregamos a la solución HCl 6N gota a gota hasta que reaccione con la muestra dada y se forme un compuesto, el cual empezara a precipitar totalmente, dicho precipitado nos indicara la presencia de cationes del primer grupo.

• Una vez que hayamos observado que ya no precipita procedemos a filtrar El precipitado obtenido.

Tercer paso:

• Neutralizamos la solución filtrada, para esto agregamos gotas de NH4OH 15N, teniendo en cuenta que cada vez que añadimos una gota tenemos que agitar el tubo para lograr la combinación, usaremos como indicador el papel de tornasol. Este proceso lo debemos realizar hasta lograr que el papel de tornasol se encuentre de color lila lo que nos va indicar que la solución tiene carácter básico.

• Luego agregaremos HCl

• Finalmente para terminar este paso agregaremos Na2S, para precipitar todos los iones cuyos sulfuros sean insolubles en ácido diluido; hasta observar la formación de un precipitado, que indica la presencia de cationes del Grupo II. O más conocidos como cationes del grupo del cobre-arsénico. Teniendo en cuenta que nuestra solución en todo momento para realizar este paso se debe encontrar con un carácter ácido debido al HCl.

• Una vez que haya terminado de precipitar por completo este catión filtraremos la solución.

Cuarto paso:

• Agregamos a la solución filtrada en el Paso 3, una gotas (3,4); de NH4Cl 5N, para lograr una solución alcalina para llevar acabo este paso.

• Luego añadiremos Na2S, con la finalidad de tener iones sulfuro en nuestra muestra, para lograr la precipitación de hidróxidos y sulfuros que sean insolubles en solución básica.

• Podremos observar luego la formación de un precipitado que nos indicara la presencia de cationes del Grupo III o conocidos como los cationes del grupo de aluminio – níquel.

• Finalmente filtraremos nuestra solución teniendo siempre presente que la precipitación haya concluido.

Quinto paso:

• Procederemos a hervir la solución para así lograr la liberación de H2S, luego enfriaremos.

• Añadimos gota a gota (3-4) (NH4) 2CO3, dejamos reposar y observamos una lenta formación de un precipitado blanquecino, y esto nos va indicar la presencia de cationes del grupo IV o conocidos como cationes del grupo del Bario.

• Procederemos a la filtración una vez que se note que ya no precipita nada.

Sexto paso:

• La solución remanente es de color cristalina, y contendrá cationes del grupo 5.

CUESTIONARIO DEL PRIMER LABORATORIO DE ANALISIS QUIMICO

1. Indique que reactivos de grupo, se utilizaron para separar los cationes en los Grupos

¿ En qué medio ocurrieron las reacciones?

¿Qué sustancias se obtuvieron?

GRUPO REACTIVO DE GRUPO PRECIPITA MEDIO CARACTERISTICAS

I HCl diluido AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 ácido Cloruros insolubles en HCl diluido

II H2S en presencia de HCl diluido HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS ligeramente ácido Sulfuros en HCl diluido

III NH4OH en presencia de NH4Cl Al(OH)3, Fe(OH)3, ZnS, MnS alcalino Hidróxidos precipitables por NH4OH en presencia de NH4Cl

IV (NH4)2S en presencia de NH4OH y NH4Cl BaCO3, SrCO3, CaCO3 alcalino Sulfuros precipitables por (NH4)2S en presencia de NH4Cl

V (NH4)2CO3 en presencia de NH4OH y NH4Cl Sin precipitado de grupo Carbonatos precipitables por (NH4)2CO3 en presencia de NH4Cl Iones que no precipitan.

2. La muestra recibida contiene cationes del 1er y 4to Grupo, explique ¿Cómo separaría los Cationes del 4to Grupo?

El cuarto grupo analítico de cationes comprende los iones Ca2+, Sr2+ y Ba2+. A diferencia de la mayoría

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