Identificacin de cationes del grupo 3: Al, Cr, Fe.

Laboratorio de Qumica Inorgnica IIExperiencia #8

Tema: Identificacin de cationes del grupo 3: Al, Cr, Fe.Objetivos: Identificar los cationes del grupo 3. Obtener el precipitado de cada uno de estos cationes. Comprobar la solubilidad de los cationes del grupo 3.Introduccin

El anlisis cualitativo es un rea de la qumica analtica que contempla la determinacin de las especies qumica en una muestra. La dificultad que se puede presentar en un anlisis cualitativo depende de la naturaleza de la muestra. Para la determinacin de elementos en muestras complejas tales como de origen biolgico, o desechos industriales, requieren el uso de tcnica analticas ms modernas y experimentadores ms experimentados. Pero en el caso del rea minera, a pesar de tener tcnicas y maquinaria de ltima generacin, las tcnicas clsicas son las ms utilizadas por los ingenieros de ejecucin por su sencillez y rapidez.A esta tcnica de separacin y determinacin de iones que se encuentran en una muestra dada, se conoce como marcha analtica (Universidad Tecnolgica de Chile, 2011)Fundamentos Tericos

ANLISIS DEL GRUPO 3 DE LOS CATIONES:Los cationes de este grupo no son precipitados por los reactivos de grupo correspondientes a los grupos I y II pero son precipitados, en solucin alcalinizada con hidrxido de amonio, en presencia de cloruro de amonio por sulfuro de amonio. Estos cationes con excepcin del aluminio y cromo que son precipitados como hidrxidos debido a la hidrlisis total de sus sulfuros en solucin acuosa, precipitan como sulfuros. El hierro, aluminio y cromo son precipitados como hidrxidos por la solucin de hidrxido de amonio en presencia de cloruro de amonio, mientras que los otros metales del grupo permanecen en solucin y pueden ser precipitados despus por el sulfuro de amonio. Por eso es comn subdividir este grupo en el grupo del hierro (hierro, aluminio y cromo) o grupo IIIA y en el grupo de Zinc (nquel, cobalto, manganeso y zinc) o grupo IIIB.A la disolucin que contiene los cationes del Grupo III y siguientes le aadimos NH3 y NH4Cl, precipitando los cationes del Grupo IIIA: Fe (OH)3(Rojo), Al (OH)3(blanco), Cr (OH)3(verde). (E-Centro, 2014)CLORURO DE ALUMINIO (Cl3Al) Cloruro de aluminio es el principal compuesto de aluminio y el cloro. Es blanco, pero las muestras estn a menudo contaminadas con tricloruro de hierro, dndole un color amarillo. El slido tiene un bajo punto de fusin y punto de ebullicin. Se produce principalmente y se consume en la produccin de metal de aluminio, pero grandes cantidades tambin se utilizan en otras reas de la industria qumica. El compuesto se cita a menudo como un cido de Lewis. Es un ejemplo de un compuesto inorgnico que "grietas" a temperatura suave, de forma reversible cambiando partir de un polmero de un monmero.Frmula emprica o molecularAlCl3

Masa molecular ( u )133.34g/mol

Aparienciaslido blanco o amarillo plido,

Densidad (g / cm 3 , en CS )2.48kg/m3; 0,00248g/cm3

Solubilidad en agua910 g/100 ml (20 C)

Fusin192,4C (466K)

Punto de ebullicin120C (393K)

CLORURO CROMICO (Cl3Cr): El cloruro crmico, CrCl3, perfectamente puro y anhidro, se presenta en escamas brillantes de color de violeta, insolubles en el agua, pero que en presencia de muy pequeas cantidades de cloruro cromoso se disuelven fcilmente dando un lquido de color verde, susceptible de cristalizar con 6 molculas de agua.(Q.A., 2013)Otros nombresCloruro crmicoTricloruro de cromo

Frmula molecularCrCl3

Aparienciapolvo morado

Masa molar158.36 g/mol

Punto de fusin1152C (1425K)

SULFATO FERROSO (FeSO4):El sulfato de hierro (II) es un compuesto qumico inico de frmula (FeSO4). Tambin llamado sulfato ferroso, caparrosa verde, vitriolo verde, vitriolo de hierro, melanterita o Szomolnokita, el sulfato de hierro (II) se encuentra casi siempre en forma de sal heptahidratada, de color azul-verdoso. El sulfato ferroso forma una solucin turbia en agua, y precipita al cabo de un tiempo. Por lo tanto, NO es soluble en agua a temperatura ambiente. La frmula qumica de esta sal es FeSO4, la cual se origina de la reaccin del hidrxido ferroso Fe(OH)2 y el cido sulfrico H2S04. (EcuRed, 2014)Otros nombresSulfato ferrosoVitriolo verdeVitriolo de hierro

Aparienciacristales verde-azules o blancos:

Densidad1898 kg/m3; 1,898 g/cm3

Punto de fusin337K (64C)

Punto de ebullicin363K (90C)

Punto de descomposicin573K (300C)

Solubilidad en agua29.5 g / L de agua

CLORURO FERRICO (FeCl3):El Cloruro Frrico es un lquido de color mbar, ligeramente viscoso, que se produce en la planta de OxyChile mediante la reaccin del fierro con cido clorhdrico y cloro. Sus excelentes propiedades coagulantes tienen aplicaciones en diversos procesos relacionados con el tratamiento de aguas y residuos lquidos.Otros nombresCloruro frrico,Percloruro de hierro,Percloruro frrico,

Frmula semidesarrolladaFeCl3,hexahidrato: FeCl36 H2O

Aparienciaverde oscuro (cristal)

Densidad2800 kg/m3; 2,8 g/cm3

Masa molar162,20 g/mol

Punto de fusin533K (260C)

Punto de ebullicin588K (315C)

HIDROXIDO DE AMONIO (NH4OH):El hidrxido de amonio es una solucin qumica lquida e incolora que se forma cuando el amonaco se disuelve en agua. El hidrxido de amonio se encuentra en muchos productos y limpiadores industriales como removedores de revestimientos de pisos, limpiadores de ladrillos y cementos. El hidrxido de amonio tambin puede liberar gas amonaco al aire. El amonaco solo (no el hidrxido de amonio) se puede encontrar en muchos productos domsticos como detergentes, removedores de manchas, blanqueadores y tintes. Los sntomas y el tratamiento para la exposicin al amonaco son similares a los del hidrxido de amonio. (EcuRed, 2014)

HIDROXIO DE SODIO (NAOH):El hidrxido de sodio es un slido blanco e industrialmente se utiliza como disolucin al 50 % por su facilidad de manejo. Es soluble en agua, desprendindose calor. Absorbe humedad y dixido de carbono del aire y es corrosivo de metales y tejidos. Es usado en sntesis, en el tratamiento de celulosa para hacer rayn y celofn, en la elaboracin de plsticos, jabones y otros productos de limpieza, entre otros usos. Se obtiene, principalmente por electrlisis de cloruro de sodio, por reaccin de hidrxido de calcio y carbonato de sodio y al tratar sodio metlico con vapor de agua a bajas temperaturas. (Wikipedia, 2014)Otros nombresHidrxido sdico,Soda custica,Sosa custica

Frmula molecularNaOH

AparienciaSlido. Blanco.

Densidad2100 kg/m3; 2,1 g/cm3

Masa molar39,99713 g/mol

Punto de fusin591K (318C)

Punto de ebullicin1663K (1390C)

Solubilidad en agua111 g/100 mL (20C) / 13.89 g/100 mL (alcohol etlico a 20C)

ACIDO SULFHIDRICO (SH2):El cido sulfhdrico (H2S), tambin conocido como gas de sulfuro de hidrgeno, es altamente txico, incluso en pequeas concentraciones. El gas es incoloro, pero como todos los compuestos de azufre que posee el clsico olor a huevo podrido. Debido a su olor, se refiere a menudo como "gas de alcantarilla" y "hedor hmedo." El gas de sulfuro de hidrgeno es un oxidante fuerte, que reacciona con muchos metales, tales como hierro, acero, cobre y latn. El producto qumico tambin se convierte rpidamente en dixido de azufre y cido sulfrico cuando se expone a la atmsfera, resultando en lluvia cida. El gas de sulfuro de hidrgeno se produce de forma natural en el medio ambiente y tambin es producida por muchas actividades humanas. (Q.A., 2013)Propiedades fsicas

Aparienciagas incoloro

Masa molar34,1 g/mol

Punto de fusin187K (-86C)

Punto de ebullicin213K (-60C)

Acidez6,89 pKa

Solubilidad en agua0,33

Momento dipolar0,97 D

Equipos/materiales y reactivos: MATERIALESMaterialCant. Utilizada

Tubo de Centrifuga8

Tubo de Ensayo6

Gradilla1

Centrifuga1

Sorbona 1

Estufa 1

Piseta 1

Agitador1

Pinzas de tubos de ensayo1

Vaso de precipitacin1

Capsula de porcelana 1

REACTIVOS ReactivosCantidad

Cloruro de Aluminio0,5 ml c/SM

NH3 diluido 0,5 ml c/u

H2O dest

HCl 3M

K(OH) 2MIII V - X gotas

AluminonII gotas

TioacetamidaVI-X gotas

Acetato de amonioI gota

NH4Cl 5%I gota c/u

(NH4)2SX gotas

Cloruro Crmico0,5ml c/SM

Cloruro de Bario 1MII gotas

Sulfato Frrico0,5ml c/SM

NH4SCN 1MV gotas

Esquema de procedimiento

TCNICA PARA EL CATIN ALUMINIO1. Frente al NH3 diluido: NH4OH.

2. Frente al NaOH-KOH 2M.

3. Frente al Aluminn o cido aurin tricarbonlico.

4. Frente al H2S

Tcnica para el Catin Cromo1. Frente al NH3 diluido: NH4OH.

2. Frente al NaOH-KOH 2M.

3. Frente al H2STcnica del Catin Hierro1. Frente al NaOH-KOH 2M2. Frente al H2S

3. Frente al sulfocianuro de amonio: SCN(NH4) 1M.

Observaciones El precipitado del Al(OH)3 es de color blanco cristalino. La laca no se form Se form un precipitado color verde en el Cr(OH)3 al momento de calentar la solucin conH2O2 est al principio nos dio color amarillo caf por lo que se repiti la prctica. Cuando se le agrego el exceso de NH4OH no se produjo ningn efecto as que para comprobar la solubilidad con el exceso se le agrego K(OH), ya que el reactivo principal para el exceso no estaba bueno para realizar la prctica.Resultados CATIONESREACTIVOSPRECIPITADOSSOLUBILIDAD

AluminioAl+3NH4OHBlanco HCl 3M

NaOH KOH 2MBlancoExceso de reactivo

AluminnLaca rosadaHCl 3M

H2SblancoHCl 3M

CromoCr+3NH4OHVerde(exotrmica)HCl 3M

NaOH KOH 2MVerdeExceso de reactivo

H2SVerde

HierroFe+2 y Fe+3NaOH KOH 2MPardo rojizoHCl 3M

H2SNegro

SCN(NH4)Rojo sangreNH4OH

Conclusiones

Se identific la presencia de los cationes del grupo III. Se observ que este grupo de cationes precipitan frente a un reactivo caracterstico, el amoniaco o en hidrxido de amonio, formando un precipitado de coloracin nica que ningn otro catin dar. Se determin y precipito con las otras tcnicas de precipitacin dando otro tipo de aspecto al precipitado pero tambin una coloracin y caracterstica nica. Se comprob la solubilidad de cada catin.

Anexos

2Cromo frente al KOh - KOH 2M

Formacin de laca1Cromo frente al H2S

5Aluminio Frente al H2S

4Cromo frente el NH3 diluido

BibliografaE-Centro. (2014). Obtenido de E-Centro: http://centrodeartigo.com/articulos-para-saber-mas/index.htmlEcuRed. (Viernes de Diciembre de 2014). Obtenido de EcuRed: http://www.ecured.cu/index.php/EcuRed:Enciclopedia_cubanaQ.A. (2013). Obtenido de www.quimica_analitica.comUniversidad Tecnolgica de Chile. (2011). Anlisi Cualitativo de Cationes. Chile: Nacap.Wikipedia. (16 de noviembre de 2014). Obtenido de Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Wiki