LABORATORIO DE ANALISIS QUIMICO CUALITATIVO

OBJETIVO:

El objetivo de este laboratorio es identificar las características de las reacciones de

los cationes del II grupo y conocer las diferentes particularidades de estas.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

CATIONES DEL SEGUNDO GRUPO:

Los cationes del segundo grupo se dividen tradicionalmente en dos subgrupos: el

subgrupo II A (del cobre) y el segundo II B (del arsénico).

La base de esta división es la solubilidad de los precipitados de sulfuros en poli sulfuros de

amonio. Mientras que los sulfuros del subgrupo del cobre son insolubles en este reactivo,

los sulfuros del subgrupo del arsénico se disuelven por la formación de Tiosales.

El subgrupo del cobre está conformado por:

Hg2+, Pb2+ , Bi3+ , Cu2+ , Cd2+

Aunque la mayor parte de los iones Pb2+ son precipitados con ácidos clorhídricos diluidos

junto con los otros iones del grupo I , este precipitado es bastente incompleto debido a la

solubilidad relativamente alta del PbCl2.

Por lo tanto, cuando todavía habrá iones plomo cuando se trate de precipitar el segundo

grupo de cationes.

Los cloruros, nitratos y sulfatos de los cationes del subgrupo del cobre son bastante

solubles en agua. Los sulfuros, hidróxidos y carbonatos son insolubles. Algunos de los

cationes de este grupo tienden a formar complejos.

El subgrupo del arsénico consiste en los iones de As3+, Sb3+ , Sn2+ , Sn4+

Estos iones tienen carácter anfótero: sus óxidos forman sales con ambos, ácidos y bases.

La disolución de sulfuros en polisulfuros de amonio puede ser considerada como la

formación de tiosales a partir de tioacidos anhídridos. Entonces la disolución de As2S3 en

sulfuros de amonio conduce a la formación de iones de amonio y tioarsenito.

OBSERVACIONES DEL GRUPO 2

- Cuando la muestra ácida se le agrega H2O2 3% y se añade NH4I1 1M este se torna

color anaranjado rojizo sin precipitado.

- Se comprobó el pH de la solución hasta alcanzar un color verde pizarra en el papel

violeta de metilo.

- Al agregar 12 gotas de tioacetamida este se torna de un color amarillento lechoso

encima de la solución anaranjado rojizo.

- Luego de calentar por 15 minutos se observó un precipitado rojizo para luego

llevar a centrofugar.

- Al añadir (NH4)2Sx , se formó en la solución 2 fases una de color amarillento y un

precipitado naranja oscuro.

- Luego de lavar , centrifugar y decantar se observó un precipitado amarillento.

REACCIONES QUIMICAS:

PRECIPITACION DEL GRUPO II:

Oxidacion del Estaño

𝑂22− + 𝑆𝑛2+ → 𝑂2 + 𝑆𝑛 4+

Reduccion del Arsenico y del Antimonio

𝑁𝐻4𝐼 → 𝑁𝐻4+ + 𝐼−

𝐴𝑠5+ + 2𝐼− → 𝐴𝑠3+ + 𝐼2

𝑆𝑏5+ + 2𝐼− → 𝑆𝑏3+ + 𝐼2

Hidrolisis de la tiocetamida

La hidrólisis de la tiocetamida genera H2S:

Y este H2S se disocia según las reacciones, dependiendo de la [H+]:

𝐻2𝑆 + 𝐻2𝑂 → 𝐻𝑆− + 𝐻+

𝐻𝑆− + 𝐻2𝑂 → 𝑆2− + 2𝐻+

El ion sulfuro es el que reaccionara con algunos iones, formando sales.

OBTENCION DEL SUBGRUPO DEL ARSENICO

Estos compuestos se disuelven con el polisulfuro de amonio de manera similar dando los

complejos , según la reacción siguiente:

OBTENCION DEL SUBGRUPO DEL COBRE

Se lava con una solución acuosa de NH4NO3 para eliminar la presencia del polisulfuro de

amonio.

Al agregar el ácido nítrico, este grupo reacción de la siguiente manera:

PRECIPITACION DEL HgS

La adición de ácido nítrico y ácido clorhídrico (agua regia), reacciona con el sulfuro de

mercurio de la siguiente manera:

3𝐻𝑔𝑆 + 2𝑁𝑂3− + 8𝐻+ + 12𝐶𝑙− → 3𝐻𝑔𝐶𝑙4

2− + 3𝑆 + 4𝐻2𝑂 + 2𝑁𝑂

Al evaporar a 2 ó 3 gotas, se eliminan sustancias indeseables y luego al agregar 1mL de

agua se diluye la solución obteniendo el ion deseado

𝐻𝑔𝐶𝑙42− + 𝐻2𝑂 → 𝐻𝑔2+ + 4𝐶𝑙−

La solución que contiene este ion se divide en dos partes, reaccionando la primera con el

cloruro de estaño(II) al 10% de la siguiente manera:

2𝐻𝑔+ + 𝑆𝑛2+ + 2𝐶𝑙− → 𝐻𝑔2𝐶𝑙2 + 𝑆𝑛4+

Con el cloruro de estaño en exceso se da una segunda reacción

𝐻𝑔2𝐶𝑙2 + 𝑆𝑛2+ → 2𝐻𝑔 + 𝑆𝑛4+ + 2𝐶𝑙−

𝐻𝑔2+, 𝑃𝑏2+, 𝐶𝑢2+, 𝐶𝑑2+,

𝐵𝑖3+, 𝑆𝑛4+, 𝐴𝑠3+, 𝑆𝑏3+

𝐻𝑔𝑆, 𝑃𝑏𝑆, 𝐶𝑢𝑆, 𝐶𝑑𝑆, 𝐵𝑖2𝑆3,

𝑆𝑛𝑆2, 𝐴𝑠2𝑆3, 𝑆𝑏2𝑆3 +𝑆2−

𝑆𝑛𝑆2, 𝐴𝑠𝑠𝑆3, 𝑆𝑏2𝑆3 𝐴𝑠𝑆33−, 𝑆𝑛𝑆3

−3, 𝑆𝑏𝑆3−3

𝑆𝑥2−

𝑃𝑏𝑆, 𝐶𝑢𝑆,

𝐶𝑑𝑆, 𝐵𝑖2𝑆3

+𝑁𝑂3− + 𝐻+ →

𝑃𝑏2+, 𝐶𝑢2+,

𝐶𝑑2+, 𝐵𝑖3+

+ 𝑆 + 𝑁𝑂 + 𝐻2𝑂

el Hg se presenta como un sólido es negro y que mezclado con el Hg2Cl2 que es blanco, da

un precipitado de aspecto blanco grisáceo.

A la segunda porción de se adiciona KI

𝐻𝑔2+ + 𝐼− → 𝐻𝑔𝐼2

SEPARACION DEL SUBGRUPO DEL ARSENICO

Al agregar HCl conseguimos que precipiten los sulfuros, por ejemplo en le caso del

arsenico

(𝑁𝐻4)3𝐴𝑠𝑆3 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝑁𝐻4𝐶𝑙 + 𝐻3𝐴𝑠𝑆3

𝐻3𝐴𝑠𝑆3 → 𝐻2𝑆 + 𝐴𝑠2𝑆3

Al agregar HCl 12M los sulfuros de antimonio y estaño se disuelven y reaccionan con los

iones Cl-

𝑆𝑏3+ + 𝐶𝑙− → 𝑆𝑏𝐶𝑙63−

𝑆𝑛4+ + 𝐶𝑙− → 𝑆𝑛𝐶𝑙62−

Al agregar ácido nítrico al precipitado de arsénico se genera la siguiente ecuación:

𝐴𝑠2𝑆3 + 𝑁𝑂3− + 𝐻3𝑂+ → 𝐻2𝐴𝑠𝑂4

− + 𝑁𝑂2 + 𝑆 + 𝐻2𝑂

Luego se agrega CH3COOH para volver neutro al medio y además que el ion

dihidroarseniato se descomponga en ion arsenato

𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂− + 𝐻3𝑂− → 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝑂𝐻−

𝐻2𝐴𝑠𝑂4− + 𝑂𝐻− → 𝐴𝑠𝑂4

3− + 𝐻2𝑂

Al agregar Nitrato de plata se genera la siguiente reacción (precipitado color rojo

parduzco)

𝐴𝑠𝑂43− + 𝐴𝑔+ → 𝐴𝑔3𝐴𝑠𝑂4

A la solución restante se le divide en tres partes o porciones:

¡) Se le adiciona un alambre de hierro. Este hara que el antimonio se separe y precipite de

la siguiente manera

𝑆𝑏𝐶𝑙63− + 𝐹𝑒 → 𝑆𝑏 + 𝐹𝑒2+ + 𝐶𝑙−

El antimonio sobre la superficie del alambre es el que le da el color negruzco.

Ademas se genra otra reaccion en la que participa el estaño

𝑆𝑛𝐶𝑙62− + 𝐹𝑒 → 𝑆𝑛𝐶𝑙4

2− + 𝐹𝑒2+ + 𝐶𝑙−

Al agregar al decantado cloruro de mercurio (I) se obtiene un precipitado de cloruro de

mercurio (II) de color blanco, indicando la presencia de estaño.