Grupo II de Cationes

GRUPO II DE CATIONES

GRUPO II DE CATIONES

I

I.

. O

OB

BJ

JE

ET

TI

IV

VO

O

Identificar los cationes del grupo IIA : Hg²+; Pb²+; Cu²+ ; Identificar los cationes del grupo IIA : Hg²+; Pb²+; Cu²+ ; Bi²+ ;

Bi²+ ; Cd²+, y Cd²+, y a los a los cationes cationes del subgrdel subgrupo IIBupo IIB; As³+; ; As³+; Sb³+;Sb³+; Sn²+;

Sn²+;

II.

II. FUN

FUNDAM

DAMENT

ENTO TEORI

O TEORICO:

CO:

os cationes de los grupos II lla!ado ta!bi"n del grupo del os cationes de los grupos II lla!ado ta!bi"n del grupo del sulfu

sulfuro ro de de #idr$#idr$genogeno, , reaccreacciona con iona con el el agentagente e precprecipitaipitantente H

H%%S, for!ando los S, for!ando los sulfuros correspondientessulfuros correspondientes&&

Si el pH de la soluci$n proble!a antes de agregar el sulfuro Si el pH de la soluci$n proble!a antes de agregar el sulfuro de #idr$geno, es alrededor del ',( )lo *ue e*uiales a tener de #idr$geno, es alrededor del ',( )lo *ue e*uiales a tener una concentraci$n de iones #idr$nio igual a ',-. se

una concentraci$n de iones #idr$nio igual a ',-. se consigueconsigue

una precipitaci$n e insolubilidad casi total de los sulfuros, una precipitaci$n e insolubilidad casi total de los sulfuros, lo

lo cucual al se se e/e/plplicica a de de la la sisiguguieientnte e !a!anenerara; ; 0n0na a sosolulucici$n$n sa

satuturarada da de de HH%%S S a a uunna a ttee!!ppeerraattuurra a dde e %%( ( 11CC, , ttiieenne e uunnaa

concentraci$n ',2 - de H

concentraci$n ',2 - de H%%S& Si el producto i$nico del HS& Si el producto i$nico del H%%S S eses

3H

3H%%4+5 3S²65 7 8,9 / 2'6%, y conociendo *ue H4+5 3S²65 7 8,9 / 2'6%, y conociendo *ue H %%4+ 7 ',-, se4+ 7 ',-, se

deduce *ue la concentraci$n del i$n sulfuro es: deduce *ue la concentraci$n del i$n sulfuro es:

8&9 / 2' 8&9 / 2'6%6% 3S²65 7 666666666666666 7 ,9 / 2' 3S²65 7 666666666666666 7 ,9 / 2'6%86%8   )',.1   )',.1

<a!bi"n se conoce *ue la concentraci$n de cada uno de los <a!bi"n se conoce *ue la concentraci$n de cada uno de los iones del grupo II en

iones del grupo II en la soluci$n proble!a es de alrededor dela soluci$n proble!a es de alrededor de ','2- o !ayor, antes de la adici$n de H

','2- o !ayor, antes de la adici$n de H%%S, de tal !anera *ueS, de tal !anera *ue

con es

con estos datos datos tos podpode!oe!os calcs calculaular los =pr los =ps te$rs te$ricoicos de loss de los sulf>iricos:

sulf>iricos: Si -S :

Si -S : Cual*uier sulfuro del grupo IICual*uier sulfuro del grupo II -²

-²++ : Cu: Cualal*u*uieier car catiti$n $n dedel gl grurupo Ipo II 'I ',','2- 2-3S 3S²²6565 : : ,8 ,8 / 2/ 2''6%6% _-  -=ps =ps << : 3-: 3-²+5 ²+5 3S²3S²65 7 65 7 ','','2 )2 ),8 / ,8 / 2'2'6%6%_.. =p =ps s << : : ,8 ,8 / / 2'2'6%(6%(

Co!parando este dato con los alores e/peri!entales: ?@0P4 IIA =ps ?@0P4 IIB =ps HgS ,' / 2'6( _As %S 2,2 / 2'6 CuS 9,( / 2'6( _Sb %S ,' / 2'6% Bi%Si 2,8 / 2'6 SnS 2,' / 2'6% Cds ,8 / 2'6%9 Pbs , / 2'6%

Se obsera *ue el producto de solubilidad te$rico, =ps )<. es !ayor *ue cual*uiera de los =ps e/peri!entales del grupo II de cationes y por lo tanto, precipitarn todos los cationes de este grupo y ninguno se solubiliar&

Para una eficiente precipitaci$n del grupo es necesario controlar el pH de la soluci$n )debe ser fuerte!ente cida. con papel de tornasol, as, co!o la concentraci$n de los cationes, la precipitaci$n de los cationes del grupo II se #ace en dos etapas:

1ra:

0na soluci$n e/a!en con un pH co!pleta!ente cida, se le

calienta en baDo !ara, y se #ace burbuEear sobre ella, sulfuro de #idr$geno& Si se sulf#idra en fro y con un e/ceso de iones sulfuro, se for!a el co!pleEo disulfuro de ars"nico AsS%6, *ue es soluble, no per!itiendo la precipitaci$n del ars"nico& Fn las condiciones dadas anterior!ente se for!a el co!pleEo pero se desintegra y se for!a el trisulfuro de ars"nico As%S, *ue es

insoluble& Con un pH baEo, precipitan ta!bi"n los sulfuros de !ercurio, cobre y bis!uto&

2da:

Para conseguir la precipitaci$n del resto de cationes en

for!a de sulfuros, y eitar *ue se disuelan coniene subir el pH diluyendo con agua la soluci$n *ue se #a sulfidricado, y se prosigue con esta operaci$n con el obEeto de conseguir la precipitaci$n co!pleta del grupo II&

Para separar el grupo II, se agrega una base fuerte co!o =4H con lo *ue se disuele al grupo IIA per!aneciendo insoluble el grupo IIB en for!a de sulfuros& Fl sulfuro !ercurio se disuele parcial!ente al reaccionar con la base fuerte, for!ndose al i$n co!pleEo disulfuro !ercurio, Hg%S%%6&

III.

REACTIVOS Y MATERIALES

React!"#:

HCl - : HCl cc; GH4H -; HG4 -; HG4 cc&; HgCl%

sat; =%Cr4 2-; HS4 cc SnCl% 4,% -; CH6C44GH sat; CH 6C44H

cc; =Sn )4H.6; =e)CG.8  %-; =CG 2-; cinta o polo de -g;

GaG4 )s.; soluci$n de roda!ina B; AgG4 ',(-; H%4 destilada&

 Matera$e#:

<ubos de ensayo, asos de precipitaci$n, !ec#ero,

trpode o agarradera, reEilla, gotero o !icropipeta

centrfuga&

IV. PROCEDIMIENTO.

PASO 1:

A la !uestra e/a!en )2' gotas. *ue contiene los cationes del grupo II al , se trata con % gotas de HG4 - y se calienta en baDo !ara durante  !inutos, con el obEeto de o/idar los iones estannosos a estnnicos, ya *ue el sulfuro estannoso SnS, es insoluble con una base fuerte en ca!bio el estnnico SnS% es soluble& Se adiciona una soluci$n de #idr$/ido de a!onio - #asta *ue la soluci$n sea ligera!ente alcalina& Si aparece una turbide o un precipitado, no debe preocuparnos, luego se aDade HCl - #asta *ue la soluci$n sea ligera!ente cida, con lo cual se redisoler cual*uier precipitado *ue se #alla for!ado&

Concentrar por eaporaci$n o diluir a 2 !l con agua y enseguida agregar una gota de HCl cc para asegurar la precipitaci$n de ion ars"nico&

A la soluci$n final del paso 2 se le calienta en baDo !ara durante % !in y en caliente se sulf#idra la soluci$n durante % !inutos, luego se siluye la soluci$n con agua a % !l, y se prosigue la sulf#idrataci$n por 2 !inuto& )2.

Centrifugar&

E$ Ce'tr)(*ad"

puede contener a los cationes de

los grupos del III al  es desec#ado&

E$ %rec%tad"

*ue a

to!ando una serie de coloraciones puede contener a todos los cationes del grupo II&

PASO +: Se%arac&' de $"# *r(%"# IIA , IIB:

aar el precipitado del paso % con dos gotas de agua

sulf#drica )%. y una gota de GHCl saturado para retardar la

o/idaci$n de los sulfuros, as co!o se ro!pen cual*uier dispersi$n coloidal *ue se #ubiera for!ado; el agua de laado es desec#ado& Agregar al residuo 9 gotas de =4H -, calentar durante  !inutos y centrifugar& Separar el centrifugado con

una !icropipeta y agregar al residuo 9 gotas de =4H

-centrifugar y !eclar los dos centrifugados&

E$ ce'tr)(*ad"

)'a$

, puede contener a todos los cationes del grupo IIB en for!a de iones co!pleEos solubles )As4%6 y AsS%6, Sb4H6

SnS%%6_{.; lo poco *ue se solubilia del !ercurio estar co!o}

HgS%%6_&

_{E$ %rec%tad"}

_{o residuo contendr a los cationes del}

subgrupo IIA en for!a de sulfuros&

PASO -: #e%arac&' de &' erc(r":

Al precipitado del paso  se laa con 2' gotas de agua para eli!inar el e/ceso de =4H utiliado en la diluci$n del subgrupo IIB, el agua de laado es desec#ado& Al residuo se

le agrega 2' gotas de HG4  - y se calienta durante  !in,

se agita y se centrfuga& Separar el centrifugado y repetir

la operaci$n a partir del agregado del HG4, luego se !ecla

los centrifugados, el agregado del HG4, tiene por obEeto

disoler a los sulfuros de plo!o, cobre, bis!uto y cad!io, pues el i$n nitrato o/ida al i$n sulfuro a aufre ele!ental en un !edio cido.& Fl centrifugado final puede contener a

los cationes en soluci$n co!o: plo!o, cobre, bis!uto y cad!io& Fl precipitado, si *ueda puede ser negro o blanco

dependiendo co!o se encuentre el i$n !ercurio; co!o

!erc>rico Hg )G4.% Hg%S&

PASO /: Ide't)cac&' de$ &' erc0rc":

Al precipitado del paso  agregarle  gotas de agua regia )

de HCl cc y 2 de HG4 cc. para *ue el i$n nitrito o/ide al

i$n sulfuro #asta aufre ele!ental, y el i$n cloruro for!e con el i$n !erc>rico el co!pleEo tetracloruro !erc>rico,

HgCl%6& a soluci$n obtenida se llea a ebullici$n en baDo

!ara en % !inutos para eli!inar el i$n cloruro y eitar la

o/idaci$n de los iones estannosos a estnnicos, *ue

proienen del reactio *ue se a a utiliar )cloruro estannoso. para la identificaci$n&

Se enfra la soluci$n y se centrfuga, al centrifugado se le agrega % o !s gotas de SnCl% ',% -& a for!aci$n de un

precipitado blanco de H?%Cl%& gris de Hg%Cl% o negro de

!ercurio !etlico, confir!a la presencia del i$n !erc>rico&

PASO : Se%arac&' de$ &' P$"":

Al centrifugado del paso  transferirlo a un aso pe*ueDo de precipitaci$n )o cpsula de porcelana. y aDadirle  gotas de H%S4J cc, llear a eaporaci$n #asta aparici$n de #u!os densos de color blanco y, *ue *ueden en el recipiente de % a  gotas de soluci$n& a eaporaci$n es necesaria para

eli!inar el cido ntrico, pues, este disuele al PbS4 *ue

se puede for!ar& Se enfra el contenido y se le agrega coneniente!ente 2 !l de agua laando las paredes del recipiente, y con una !icropipeta se traslada el contenido a un tubo de ensayo& Se uele a laar el recipiente con unas gotas de agua y se le trasfiere al tubo !encionado, se agita y centrfuga& Fl centrifugado puede contener a los cationes

en soluci$n co!o bis!uto, cobre y cad!io& Fl precipitado si es de color blanco puede contener el sulfato de plo!o&

PASO : Ide't)cac&' de$ &' P$"":

Al precipitado del paso 9 laarlo con ( gotas de agua desec#ando el agua del laado& Agregar al residuo 2' gotas de

CHC44GH saturado, calentar en baDo !ara con agitaci$n,

#asta *ue todo se disuela; adicionar una gota de CHC44GH cc

para eitar *ue se precipite lo poco del i$n bis!uto *ue se

#alla pasado se le adiciona unas  gotas de =%Cr4 2- y se

agita la for!aci$n del i$n plo!o, lo *ue indica *ue se #a

for!ado PbCr4

PASO 3: Se%arac&' de$ B#(t":

Al centrifugado del paso 9, agregar GH4H - #asta *ue la

soluci$n sea alcalina, luego adicionar un e/ceso de GH 4H -,

agitar y centrifugar&

E$ ce'tr)(*ad"

si es de una coloraci$n

aulada, *ue se for!a al agregar GH4H puede contener los

iones de cobre yKo cad!io en for!a de co!pleEos a!oniacales&

E$ %rec%tad"

si es de color blanco es probable *ue sea Bi )4H.&

PASO 4: Ide't)cac&' de$ B#(t":

Al precipitado del paso 9 laarlo con ( gotas de agua

desec#ando el agua del laado&

 A$ %rec%tad"

agregarle de 2'

a 2( gotas de estannito de potasio =Sn)4H.6, reci"n preparada

)., la for!aci$n de un precipitado negro confir!a la

presencia del i$n bis!uto& Fl Bi%+ _{se #a reducido a Bi}

!etlico *ue es de color negro&

PASO 15: Ide't)cac&' de$ &' C"6re , Cad":

Al centrifugado del paso 9 se le diide en dos partes:

1ra:

A esta porci$n se le acidifica con CHC44H cc y se le

agrega % gotas de =e)CG.s %-& a aparici$n de un

2da:

Se le agrega gota a gota =CG 2- #asta *ue la soluci$n aulada se decolore& uego se sulf#idra )o se agrega tioaceta!ida 2-.& Fn caliente se for!a un precipitado *ue es de un color anaranEado o si es en fro se for!a un precipitado a!arillo, en a!bos casos se #abr confir!ado la presencia del i$n cad!io en for!a de CdS& ).&

Pa#" 11: Prec%tac&' de$ S(6*r(%"7 IIB:

Al centrifugado del paso  agregarle HCl - #asta tener un !edio ligera!ente cido, con lo cual se destruyen los co!pleEos y precipitan los cationes del subgrupo IIB co!o

sulfuros& Se agita y centrfuga&

E$ ce'tr)(*ad"

es

desec#ado&

E$ %rec%tad"

puede contener a todos los cationes

del subgrupo IIB co!o sulfuros&

Pa#" 12: Se%arac&' de$ &' ar#8'c":

Al precipitado del paso 22 agregarle 2' gotas de HCl cc agitar y calentar durante 2 !inuto con el obEeto de eli!inar

el e/ceso de H%S y eitar *ue precipiten los sulfuros de

anti!onio y estaDo& Se agita y centrfuga&

E$ ce'tr)(*ad"

se separa y el residuo se laa con 9 gotas de agua y  de HCl cc, por dos eces, y se unen las aguas de laado con el centrifugado *ue se #a separado&

E$ ce'tr)(*ad"

 final puede contener en soluci$n a los iones

de anti!onio y estaDo&

E$ %rec%tad"

 si es de color a!arillo

puede contener al ars"nico en for!a de tri $ pentasulfuro de ars"nico&

Pa#" 1+: Ide't)cac&' de$ &' ARS9NICO:

Al precipitado del paso 2% laarlo con 2% gotas de agua caliente )% eces. desec#ando las aguas de laado& Al residuo

agregarle  gotas de HG4 cc y calentarlo durante ( !inutos

desec#arlo& A la soluci$n resultante agregarle ( gotas de

AgG4  ',( y agitarla: si se for!a un precipitado blanco se

debe a la for!aci$n del AgCl; se centrfuga y el residuo es desec#ado& Al centrifugado se le adiciona 2( gotas de CHC44Ga %&(-& a for!aci$n de un precipitado roEo ladrillo

confir!a la presencia del i$n ars"nico, por la for!aci$n de arseniato de plata AgAs4&

PASO 1-: Ide't)cac&' de ESTAO , ANTIMONIO

Al centrifugado del paso 2% LIILI@4 en  partes:

1ra:

Porci$n !ayor, identificaci$n del estaDo, a esta porci$n

agregarle un olu!en igual de HC - e introdudir unos % c! de cinta de -g, )o polo de -g., para reducir al i$n anti!onio al estado ele!ental, *ue aparecer en for!a de copos negros, al !is!o tie!po los iones estnnicos pasan a estannosos& 0na e *ue se #a disuelto co!pleta!ente la tira de -g )(. agregan ( gotas de una soluci$n de cloruro !erc>rico&

Si se for!a un precipitado *ue ara del color blanco al gris, se #abr identificado la presencia del i$n estaDo, por *ue el cloruro !erc>rico pasa al cloruro !ercuroso y a !ercurio !etlico&

2da:

Porci$n !enor, identificaci$n del Anti!onio: Colocan en

dos depresiones de una placa blanca de to*ue, un

cristalino de GaG4, luego % gotas de HCl - a cada

depresi$n, se !ecla con cuidado con un agitador para eli!inar los $/idos de nitr$geno *ue se for!an , luego a cada depresi$n una soluci$n de @oda!ina B y se adiciona enseguida una gota de la soluci$n e/a!en, y a la otra se agrega una gota de agua, la *ue serir de !uestra en blanco o testigo )8.& 0n ca!bio de coloraci$n del rosado fluorescente de la roda!ina de la depresi$n *ue contiene a la soluci$n e/a!en, a un color ioleta, indica la presencia del i$n anti!onio&

 NOTAS DEL GRUPO II DE CATIONES

)2. : Fs i!portante obserar !ientras se sulf#idra, la

for!aci$n de sus precipitados, as co!o, de sus coloraciones, ya *ue nos dar una gua de los cationes probables *ue puede contener la !uestra e/a!en&

S($)(r"#:

C"$"rac&'

-ercurio, Cobre, Plo!o Bis!uto Gegro

Ars"nico, Cad!io y FstaDo A!arillo o pardo

Anti!onio AnaranEado

Si se for!a un precipitado blanco *ue con el tie!po se torna negro, este corresponde al sulfuro de !ercurio, la aparici$n de una nata de color blanca o a!arillenta, indica la presencia de aufre ele!ental, el cual se #a for!ado por la reacci$n del i$n sulfuro con el i$n nitrato en un !edio cido&

)%. : Fl agua sulf#drica se consigue #aciendo burbuEear H%S

en un recipiente con agua #asta saturaci$n&

). : Fl reactio Fstannito de potasio se prepara co!o sigue:

A un !l de soluci$n de cloruro estannoso, se le adiciona gota a gota =4H -, #asta *ue apareca un ppdo gelatinoso *ue apenas est" siduelto&

Sn²+ _{+ % 4H6 666M Sn )4H.²}

Sn)4H.% + 4H6 666M Sn)4H.%6 N& Soluble

). : Si al agregar tiocaceta!ida o sulf#idriar aparece un

precipitado negro, indica *ue la soluci$n tiene unos sulfuros de color negro *ue no an a per!itir obserar el color del Cds& Para eli!inar esta interferencia, la soluci$n *ue contiene el precipitado negro se agita y centrfuga&

E$ ce'tr)(*ad"

 es desec#ado y el precipitado se laa con 8 gotas de agua, desec#ndose el agua del laado&

Al ppdo se le agrega 9 gotas de H%S4 2,( -, se agita y

centrfuga& os sulfuros insolubles pasan a sulfatos

solubles, si *ueda un residuo *ue puede ser el PbS4 *ue

es insoluble, el residuo *ue *ueda es desec#ado y el

centrifugado es neutraliado con CHC44H -,

produci"ndose luego a silfidrar #asta saturaci$n, la for!aci$n de un ppdo a!arillo confir!a la presencia del i$n cad!io, en for!a de sulfuro de cad!io&

)(. : <odo el -g debe disolerse por *ue este act>a co!o reductor del !ercurio *ue se a a adicionar co!o reactio en for!a de cloruro !erc>rico y, #ace *ue precipite el !ercurio en for!a de cloruro !ercurioso y !ercurio !etlico dando una apariencia si!ilar a la identificaci$n del estaDo&

)8. : Fl la depresi$n de la placa de to*ue *ue contiene a la

!uestra testigo, no debe de aparecer ca!bio de coloraci$n

alguna, sin e!bargo si, la adici$n de GaG4%  se #io en

e/ceso puede aparecer una coloraci$n ioleta, *ue desirtuara el ensayo de la identificaci$n del i$n anti!onio, por lo *ue se debe considerar:

a& _{Go agregar un cristal !uy grande de nitrito de sodio&} b& _{Si se adiciona un e/ceso de GaG4}

%, introducir un

ala!bre de platino caliente en cada depresi$n, antes de agregar la roda!ina para eli!inar los $/idos de nitr$geno y desco!poner el cido nitroso *ue se pueda #aberse for!ado, ya *ue esta act>a sobre la roda!ina B&