OBJETIVOS:

Llegar a conocer a los cationes del 1er grupo en forma de cloruro ( Ag+1, Pb+2, Hg2+2) y

sus mas representativas reacciones. Relacionar el análisis realizado en el laboratorio con algunos de los procesos

industriales.

Conocer las reacciones típicas de este grupo de cationes por medio de sus coloraciones básicas en sus coloraciones clásicas en sus diferentes medios.

FUNDAMENTO TÉORICO

GRUPO DE LA PLATA (GRUPO I)

Los compuestos de los metales (Ag+; Pb++;Hg2++) se caracterizan por que precipitan en

forma de cloruros con ácido clohídrico o con cloruros solubles.Una partícula característica para el análisis de este grupo, lo encontramos en el plomo, que es algo soluble en agua; razón por el cual encntramos algo de iones de plomo en el segundo grupo. A los cationes de este grupo los podemos observar mediante sus precipitados en forma de cloruros de color blanco.

I) REACCIONES DEL IÓN PLOMO (Pb++) ; para esto utilizamos una solución Pb(NO3)2 o de acetato de plomo acidulado con ácido acético.

a) Reacciones en la vía húmeda:

Reacción con el ácido clorhídrico (HCl): Observamos un precipitado de color blanco, soluble en agua caliente (33.4 gr. y 9,9 gr. por litro a 100ºC y 20ºC respectivamente). Ante un exceso de este reactivo se forma el con H[PbCl3] que es también aoluble y dificulta el análisis.

Reacción con el yoduro de potasio: Observamos un precipitado de color amarillo de yoduro de plomo, PbI2 ; moderadamente soluble en agua caliente (100ºC).

Reacción con el cromato de potasio; Se observa un precipitado de color negro de PbS; insoluble en soluciones que contengan sulfuros alcalinos, pero soluble en ácido nítrico diluido. Cabe resaltar la insolubilidad del sulfuro de Plomo en agua (4.9x10 -11gr/L), que nos indica por que el sulfuro de hidrógeno es un agente precipitante tan sensible.

Reacción con el hidroxido de sodio; Se observa un precipitado blanco de Pb(OH)2; soluble ante un exceso de reactivo precipitante debido a la formacón del ión complejo de plumbito de sodio.

b) Reacciones en vía seca:

Al soplete; Calentando una sal de plomo con carbonato alcalino sobre carbón; se obtiene un régulo maleable de plomo de color blanco.

En llama; Azul pálido.

II) REACCIONES DEL IÓN MERCURIO (Hg2++)

Utilizamos una solución Hg3(NO3)2.2H2O.

a) Reacciones en vía húmeda:

Reacción con el ácido clorhídrico diluido; Se observa un precipitado blanco, insoluble en agua caliente y en ácidos diludos; pero soluble en agua regia que lo convierte en cloruro mercúrico, cuando se vierte sobre cloruro mercurioso, hidróxido de amonio, el precipitado se torna negro debido a la formación del cloruro amino mercurioso (blanco) y mercurio finamente dividido (negro), soluble en agua regia (NHO3+HCl), pues esta brinda las moléculas de Cl2 para la formación de HgCl2.

Reacción con KI; Precipitado de color verde amarillento de Hg2I2; que en exceso de reactivo forma al ión complejo el cual es soluble y mercurio finalmente dividido.

Reacción con cromato de potasio; precipitado color pardo, amorfo de cromato mercurioso, que en dilusión adquiere una tonalidad roja.

b) Reacciones en vía seca:

Calentados con exceso de carbonato de sodio anhidro dan un espejo gris, constituida por finas gotas de mercurio en la parte superior del tubo delgado donde se esté realizando el calentamiento.

III) REACCIONES DEL IÓN PLATA (Ag+) Se usa una solución de Ag(NO3).

a) Reacciones en vía húmeda:

Reacción con el ácido clorhídrico diluido; Se observa un precipitado blanco de AgCl que oscurece con la luz; insoluble en agua, ácidos; pero soluble en solución diluida de NH4(OH) debido a la formación de [Ag(NH3)2]+ (diaminargético); precipita del complejo amoniacal ante la adición de ácido nítrico diluido o de yoduro de potasio bajo la forma de AgCl y AgI respectivamente.

Reacción con Yoduro de potasio: Precipitado (AgI) ; Amarillo, insoluble en hidróxido de amonio, pero soluble en cianuro de potasio y de tiosulfato de Sodio.

Reacción de cromato de potasio: Precipitado de color rojo de cromato de plata, insoluble en ácido acético diluido, pero soluble en solución de Hidróxido de Amonio y ácido nítrico diluido.

b) Reacciones en vía seca :

Al soplete; Cuando la sal de plata se calienta con carbonato alcalino sobre carbón da un régulo blanco, maleable, sin encrustación de óxido, que es fácilmente soluble en ácido nítrico, la solución precpita inmediatamente después de agregarle HCl diluido; pero no por adición de H2SO4 (diferencia con el plomo).

PROCEDIMIENTO:

1.- Se nos proporciona 4 ml de la solución muestra (cationes del grupo I )

2.- Agregamos 1 gota de una solución de ácido sulfúrico (HCl) para que precipiten los cloruros.

NOTA: Se vierte gota a gota hasta que ya no precipite el cloruro esperado.

3.- Procedemos a filtrar el precipitado formado.

Mezcla de los cationes

4.- Para la comprobación del supuesto precipitado total, procedemos a agregarle 1 gota de HCl lo cual nos permitirá certificar si el catión ha precipitado totalmente.

IDENTIFICACIÓN DEL 1er CATIÓN (Pb+2)

5.- Lavamos el precipitado con agua hirviendo que se encuentra en el embudo para la solubilización del cloruro de plomo.

6.- Cómo ya obtuvimos el cloruro de plomo diluido con agua en el tubo de ensayo procedemos ahora dividirlo en 3 partes.

7.- Luego observamos lo siguiente :

IDENTIFICACIÓN DEL 2do CATIÓN (Ag+1)

8.- Procedemos a lavar el precipitado del paso (3) con hidróxido de amonio (NH4OH) (50 gotas).

9.- Obtuvimos el complejo amoniacal de plata para luego dividirlo en 3 partes.

10. Luego observamos lo siguiente.

11.- Luego de la obtención del Ioduro de plata (color blanco) procedemos a agregarle ácido nítrico (HNO3).

12.- Se nos proporciona una muestra de nitrato de plata (AgNO3) en solución para agregarle 1 gota de cromato de potasio (K2CrO4)

HNO3

IDENTIFICACIÓN DEL 3er CATIÓN (Hg+2)

13.- Recibimos una muestra de nitrato de mercurio I (HgNO3) para luego agregarle ácido clorhídrico (10 gotas).

14.- Luego procedemos a agregarle hidróxido de amonio (NH4OH)

15.- Agragamos 3 pastillas de cobre para comprobar la amalgamación con el mercurio (Hg)

12.- Recibimos una muestra de nitrato de mercurio II (Hg(NO3)2) para lueg agregarle ioduro de potasio (KI) y observamos que a medida que vamos agregando el ioduro de potasio en solución, este varía de un color anaranjado hasta un color transparente que indica el exceso de ioduro de potasio y con ello se consigue que sea soluble el complejo formado.

CUESTIONARIO

1.-Se tiene 350 ml de una solución acuosa, que contiene el anion Bicarbonato, HCO3-(ac),

siendo su concentración de 0.25 (ion-gramo x litro). Calcule en grs. La cantidad de

ese anion, presente en la solución.

La concentración del HCO3 es

Para un volumen de la sol(ac) de 0.35 L , se tiene una masa de:

Para el HCO3, un ion gramo es equivalente a 61 gr

La cantidad total del anion es: = (0.0875 ion-gr)(61 gr/ion-gr)

= 5.338 gr

2.-Calcule utilizando las actividades, si se forma precipitado o no, de PbCl2, cloruro de plomo, al mezclar la solucion 0.02 N (Normal) de Pb(NO3)2(ac.), nitrato de plomo, con un volumen igual de solucion 0.02 N de HCl(ac). Kps (PbCl2)= 1.6x10-5, producto de solubilidad del cloruro de plomo.

Rpta.

Pb+2 + 2Cl-2 PbCl2

Cálculo de la fuerza iónica I, como:I = ½ Cizi

2 ...(1)

= 2(0,01)

= 0,02 = 0,02

Reemplazando en (1) :I = ½[0,01(2)2 + 0,02(-1)2 + (0,02)(+1)2+(0,02)(-1)2]I = 0.05

Hallando los factores de actividad; por la ecuación :

= 0.431

=0.81

= [Pb+2] (2[Cl-] )2 Kps = 4[Pb+2] [Cl-]2 ( )2

Sea = 1,13 x 10-6

No precipita pues : < Kps

3.-Haga un diagrama esquematico para la separacion e identificaron de los iones del primer grupo

Pb+2 Hg2+2 Ag+

HCl + NH3

+ agua caliente

PbCl2

sin cambiosse disuelve

Hg2Cl2

Hg negro + HgNH2ClSin cambios

AgCl blancoSe disuelve [Ag(NH3) 2]+

Sin cambiosH2S(+HCl)

+HNO3 conc.Hirviente

PbS negroPbSO4 blanco

Hg + HgS negroHg2(NO3)2S blanco

Ag2S negroSe disuelve Ag+

NH3, poca cant.+exceso

Pb(OH) 2 blancoSin cambios

Hg +HgO.HgNH2NO3

negroSin cambios

Ag2O marrónSe disuelve[Ag(NH3) 2]+

NaOH, poca cant.+exceso

Pb(OH)2 blancoSe disuelve[Pb(OH) 4]-2

Hg2O negroSin cambios

Ag2O marrón si cambios

KI, poca cant.+exceso

PbI2 amarilloSin cambios

Hg2I2 verdeHg + [HgI4]-2 gris

AgI amarilloSin cambios

K2crO4

+NH3

PbCrO4 amarilloSin cambios

Hg2CrO4 rojoHg +HgNH2NO3

Negro

Ag2CrO4 rojoSe disuelve[Ag(NH3) 2]

KCN, poca cant.+exceso

Pb(CN) 2 blancoHg + Hg(CN) 2 negro

Sin cambios

AgCN blancoSe disuelve[Ag(CN)2]

Na2CO3

+ebulliciónPbO.PbCO3

Sin cambiosHg2CO3 bco. amarillo

Hg +HgO negro

Ag2CO3 blancoAmarillo

Ag2O marrón

Na2HP4

Reacción específica

Pb3(PO4)2 blancoBencidina (+Br2)

Color azul

HgHPO blancoDifenilcarbazida

Color violeta

Ag3PO4 amarilloP-

dimetilaminobencilidenrodania

(+HNO3) color violeta

4.-Escriba las ecuaciones balanceadas de las reacciones efectuadas.

PLOMO : Pb(NO3)2 + 3HCl PbCl ++2HNO.

PbCl2 + 2KI PbI2 +2KCl

PbCl2 + K2Cr2O7 PbCr2O7 +2KCl

MERCURIO:

Hg2Cl2 + NH4(OH) Hg(NH2)Cl + Hg + NH4Cl+2H2O

Hg(NO3)2 +2KI HgI2 + 2KNO3

PLATA :

Ag(NO3) HCl AgCl +HNO3

AgCl + 2NH4OH [Ag(NO3)2]Cl +2H2O

[Ag(NO3)2]Cl + KI AgI + KCl + 2NH3

[Ag(NO3)2]Cl + HNO3 AgI + 2NH4NO3

2AgNO3 +K2CrO4 Ag2CrO4 + 2KNO3

5.-La muestra recibida no contiene el cation mercurioso ¿Cómo se demuestra aquello?

La muestra recibida no contiene el catión mercurioso:Sabemos: Hg2Cl2 + 2NH4OH (NH2Hg2)Cl + NH4 + 2H2O + Cl-

Por lo que al agregarle NH4OH en la solución al Hg2Cl2 se debe ennegrecer por lo contrario se demuestra que no hay.

6.-El complejo amoniacal de Ag,

a)¿ Reacciona o no con el K2CrO4 (ac)? ¿Por qué? b)¿ Que nos indica aquello?

a)Se tiene que el K2CrO4 no reacciona con el Ag(NH3) porque este ultimo no se descompone en sus iones componentes. El Ag(NH3) se forma con la siguiente rxn.:

Cte. de formación (Kf) = 1.5x107

El valor tan alto de la cte. de formación nos indica que a pesar de ser una rxn. reversible, el a una temperatura dada se forma mayoritariamente y prácticamente se

considera a esta reaccion como irreversible (el sentido es de izquierda a derecha).

b) En el caso de que se hubiese disociado el complejo amoniacal se tendría la siguiente rxn.:

La falta del precipitado rojo-ladrillo evidencia la ausencia del ion Ag+ que

reaccione con el , proveniente del . Precisamente el ion Ag+ no se disocia del complejo amoniacal por la razon expuesta en el item anterior.

RECOMENDACIONES:

Debemos tener cuidado al momento de agregar (HCl) a la solución dada, pues un exceso de este podría favorecer la formación de iones complejos de Ag o Pb, los cuales son solubles y no permitirá su precipitación.

Se recomienda colocar el papel filtro de forma de un cono, ya que así previo mojado de las paredes del embudo este se acople a la forma deseada lo cual generaría un buen filtrado.

Recomendamos que al momento de eliminar el Na2S de la solución en Baño María poner en funcionamiento la campana extractora ya que de no ser así podría causar problemas secundarios de este gas tóxico.

CONCLUSIONES

Para la identificación analítica de los iones en la mezcla se debe proceder sistemáticamente para evitar el precipitado prematuro de iones no deseados lo cual no haría más que entorpecer el análisis.

BIBLIOGRAFÍA

QUÏMICA ANALÍTICA-CUALITATIVA, Vogel, Arthur

SEMICROANÁLISIS QUÍMICO CUALITATIVO V. N. Alexeiev

INTERNET, FOLLETOS, CLASE ,ETC.