MARCHA ANALÍTICA DE CATIONES GRUPO 1

1. OBJETIVO

a. Reconocer los cationes del grupo 1b. Identificar cada uno de los cationes del grupo 1c. Reconocer el reactivo de grupod. Reconocer las condiciones en que se lleva a cabo su

reconocimiento

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1. El grupo 1 de cationes forma precipitados blancos decloruros insolubles por la acción del reactivo HClaprox. Entre 2M y 6M.

HCl (ac) + Ag+ H+ AgCl precipitado blanco

HCl (ac) +Pb+2 2H + + PbCl2 precipitado blanco

HCl (ac) + Hg22+ 2H+ + Hg2Cl2

precipitado blanco

2.2. Cuando la concentración de ion es cloruro es (106- M)pequeña, el cloruro de plomo no precipita completamente.

2.3. Cuando la concentración de los iones cloruropresentes es mayor, este solubiliza a los cationes Ag+

y Pb2+ y se forma complejos solubles (efecto del ioncomún ) y por lo tanto los precipitaciones sonincompletos:

Ag+ + Cl- Ag Cl 2-

(complejo soluble)Pb+2 + 2Cl- PbCl -

4 (complejosoluble)

2.4. El fundamento de la separación de cationes del grupo1 se basa en la solubilidad de los cloruros en NH3 oagua.

2.5. El PbCl2 es separado de los cationes del grupo 1 porsu solubilidad en agua, el cual aumenta aun más encaliente.

2.6. El AgCl y Hg2Cl2 se comporta frente al amoniaco así:

Hg2Cl + 2NH3

(Ag(NH3)2) + + Cl- El Hg2Cl2 tiene un comportamiento de auto-oxidación-reducción dando una mezcla blanca de cloro-amonio-mercurio y otra negra de mercurio metálico

Hg2Cl + 2NH3

Ag(NH3)Cl + Hg + NH+4 + Cl-

3. PRATE EXPERIMENTAL

MATERIALES Gradilla con tubos de ensayo Pinza de madera Piceta con agua destilada Varilla de vidrio Guantes baño maria Pro-pipeta Papel tornasol

REACTIVOS

Sol. HCl 3M Sol. AgNO3 0.25 M Sol. Hg2 (NO3)2 0.25M HNO38(c)

NH4OH 6M NH4OH 15M

PROCEDIMIENTO

Preparar solución de AgNO3,Pb(NO3)2 y HG2(NO3)2 0.25M Medir aprox. 1 ml de cada solución. Realizar los siguientes ensayos químicos:

Ión Hg2+2

1. Añadir 2 gotas de HCl 6M Agitar, centrifugar, lavar elprecipitado.

2. Adicionar 1ml agua destilada y llevar a B.M. comprar lasolubilidad con los dos iones anteriores. Reacción deseparación.

3. precipitado adicionar NH4 OH 6M Agitar, reacción deidentificación.

Observaciones

a) Al agregar ácido clorhídrico al nitrato de mercurio, se forma un precipitado lechoso color blanco.

b) Después de llevar a baño Maria, las partículas se suspendieron en la superficie.

c) Al agregar hidróxido de amonio se formó un precipitado de color plomo que comprobaba la presencia del ion Hg2

+2

Reacciones Química

Hg2 (NO3)2+ 2 H Cl H2 Cl2 + 2HNO3

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

Kps de cada precipitado Kps (Hg2Cl2)= 3.5 x 10-18

Complejos químicos No se forman complejos

4. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

2.- ¿De qué depende la solubilidad de cada uno de los iones?

La solubilidad es la cantidad de sal que se disuelve paraobtener una solución saturada, puede variar dependiendo delmedio, de los iones en la solución de las reacciones acopladas yde la temperatura.

En generar la solubilidad de una sal disminuye en presencia deun segundo soluto que aporta un ion común. Esto se debe a quedichos iones comunes participan en el equilibrio, desplazándolohacia reactivos (produciendo más sal)

Al cambiar la temperatura cambia Kps y por ende cambia lasolubilidad. Si se forman complejos con los iones agregados, lasolubilidad aumentara notablemente. Como regla general las salesque contienen metales en presencia de bases de Lewis idóneasaumentan su solubilidad si forman complejos con estas últimas.

3._ ¿Es necesario llevar a baño maría los precipitados? ¿Porqué?

Sí es necesario para saber si es soluble a ciertas temperaturascomo también sirve para conseguir temperatura uniforme a unasustancia liquida o para calentarla lentamente y hacer que lareacción precipite.

4. ¿Cuál es el reactivo de grupo y por qué se llama así?

Grupo ISe toma la muestra problema o alícuota y se añade HCl 2N. Coneste reactivo precipitan los cationes del Grupo I ( Plata(I),Plomo (II) y Mercurio (I)): AgCl, PbCl2 y Hg2Cl2. Sobre elmismo embudo se añade agua de ebullición, quedando en el papelde filtro el AgCl y el Hg2Cl2; el Pb2+ puede identificar

añadiendo KI, que origina un precipitado de PbI2 que se disuelveen caliente, que sirve para identificarlo mediante lallamada lluvia de oro.Sobre el mismo papel de filtro se añade NH3 2N. En el papel defiltro si existe Hg22+ y se forma una mancha blanca, gris onegro, que es una mezcla de HgClNH2 y Hg0. En la disolución seforman Ag (NH3)2+, que se puede identificar con KI dando unprecipitado de AgI amarillo claro.

6.- ¿Cuál de los precipitados formados es más solubles?Ordénalos en orden creciente de solubilidad, utilizando losvalores de solubilidad de cada precipitado.

1ero : PbCl2 -2.4 x 10 -4

2do : Ag Cl - 1.5 x 10 -10

3ero : Hg2Cl2- 3.5 x 10 -18

7.- Todos los precipitados físicamente ¿Son iguales? Describacada uno de ellos.Son distintos por su composición química pero a simple vistacada precipitado tiene un color diferente:

AgCl : color oscuro Hg2Cl2 : color anaranjado PbCl2 : color oscuro

8. ¿Qué es un precipitado? Explique las clases de precipitado

Un precipitado es el sólido que se produce en una disolución porefecto de cristalización o de una reacción química. A esteproceso se le llama precipitación. Dicha reacción puede ocurrircuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debidoa una reacción química o a que la disolución ha sidosobresaturada por algún compuesto, esto es, que no aceptamás soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma elprecipitado.En la mayoría de los casos, el precipitado (elsólido formado) baja al fondo de la disolución, aunque estodepende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más

denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso,flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.Precipitado coloidalEstá formado por partículas muy pequeñas, que no precipitan porefecto de la gravedad, por lo cual, la disolución tiene unaspecto turbio. Estas partículas no pueden separarse deldisolvente mediante el papel de filtro, ya que, debido a supequeño tamaño, atraviesan la trama de éste. Este tipo deprecipitado se forma si la sobresaturación es grande, puesto quela velocidad de nucleación también lo es, y se forman muchosnúcleos que crecen poco.

Precipitado coloidalPrecipitado cristalinoLas partículas que forman el precipitado son grandes y ladisolución queda transparente. Este precipitado se forma si lasobresaturación es pequeña, porque la velocidad también lo es, yse forman pocos núcleos que crecen mucho.

Precipitado cristalino

10.- ¿Qué relación existe entre los valores de Kps y susolubilidad?

Son directamente proporcionales, es decir, a mayor valor de Kpssignifica que mayor es la solubilidad del compuesto.

11.- ¿De qué factores depende la formación de precipitados?

Concentración de iones correspondientes, o moléculas si esneutro (productos orgánicos, por ejemplo). Constante delproducto de solubilidad del compuesto que deseas precipitarTemperatura del medio (la solubilidad aumenta con la

temperatura; a T bajas, más fácil la precipitación) Presencia denúcleos de precipitación (si hay sólidos preexistentes en lamezcla, el precipitado se va depositando sobre ellos)

12. ¿Por qué se forma un precipitado?

El precipitado es una sustancia que se forma cuando un sólido sedeposita en el fondo de un recipiente debido a que ha tenidolugar una reacción química o que se ha superado la saturación dela disolución. Dicha precipitación puede producirse porevaporación parcial del disolvente de forma que la disoluciónresultante supere la saturación, por adición de una sal quecontenga un ión común con la sustancia disuelta, o mediante lareacción química entre disoluciones solubles pero que contieneniones que dan lugar a sustancias insolubles.

5. CONCLUSIONES

En la marcha analítica de cationes del grupo I, lareacción de los iones plomo (II) con el ácido clorhídricoorigino la formación de un precipitado de color blanco,que a su vez es soluble en agua caliente, conclusión queconcuerda con la base teórica de Voguel, Arthur (2007,Química Analítica Cualitativa) el cual también nos indicaque las características de la mencionado agua caliente esde 33.4 g/l a 100°C de temperatura.

Se pudo concluir que las reacciones para iones mercurio(I) forman un precipitado lechoso de color blanco y quesegún las bases teóricas de Voguel, Arthur (2007, QuímicaAnalítica Cualitativa) este precipitado es insoluble,condición demostrada en el laboratorio ya que después desometer la muestra a baño maria, las partículas sesuspendieron en la superficie.

Se concluyó que lo desarrollado en el laboratorio para laidentificación del ion plata se realizó de manera optima yque coincidieron con las bases teóricas de Voguel,

Arthur(2007, Química Analítica Cualitativa) que indicanque para el ion plata la reacción de ácido clorhídrico conel nitrato de plata forman un precipitado de color blancoy que el ácido nítrico neutraliza el exceso de amoniacoreapareciendo así el precipitado demostrando la existenciade ion plata en el compuesto.

6. APORTE AMBIENTAL

La contaminación por los Cationes (Ag+, Pb+2, Hg+2) puede derivar en diversos efectos a la salud y al ambiente, dependiendo del elemento en particular.

Efectos del Plomo sobre la saludEl plomo es uno de los cuatro metales que tienen un mayor efectodañino sobre la salud humana. Este puede entrar en el cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y aire (15%).El Plomo puede entrar en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías. Esto es más común que ocurra cuando el agua es ligeramente ácida. Este es el porqué de los sistemas de tratamiento de aguas públicas son ahora requeridos llevar a cabo un ajuste de pH en agua que sirve para el uso del agua potable. Que nosotros sepamos, el Plomo no cumple ninguna función esencial en el cuerpo humano, este puede principalmente hacer daño después de ser tomado en la comida, aire o agua.Puede causar varios efectos no deseados, como:

Perturbación de la biosíntesis de hemoglobina y anemia Incremento de la presión sanguínea Daño a los riñones Abortos Perturbación del sistema nervioso Daño al cerebro Disminución de la fertilidad del hombre a través del daño

en el esperma Disminución de las habilidades de aprendizaje de los niños

Efectos ambientales del Plomo

El Plomo ocurre de forma natural en el ambiente, pero lasmayores concentraciones que son encontradas en el ambiente sonel resultado de las actividades humanas.

Debido a la aplicación del plomo en gasolinas un ciclo nonatural del Plomo tiene lugar. En los motores de los coches elPlomo es quemado, eso genera sales de Plomo (cloruros, bromuros,óxidos)Estas sales de Plomo entran en el ambiente a través de los tubosde escape de los coches. Las partículas grandes precipitarán enel suelo o la superficie de aguas, las pequeñas partículasviajarán largas distancias a través del aire y permanecerán enla atmósfera. Parte de este Plomo caerá de nuevo sobre la tierracuando llueva. Este ciclo del Plomo causado por la producciónhumana está mucho más extendido que el ciclo natural del plomo.Este ha causad contaminación por Plomo haciéndolo en un temamundial no sólo la gasolina con Plomo causa concentración dePlomo en el ambiente. Otras actividades humanas, como lacombustión del petróleo, procesos industriales, combustión deresiduos sólidos, también contribuyen.

El Plomo se acumula en los cuerpos de los organismos acuáticos yorganismos del suelo. Estos experimentarán efectos en su saludpor envenenamiento por Plomo. Los efectos sobre la salud de loscrustáceos pueden tener lugar incluso cuando sólo hay pequeñasconcentraciones de Plomo presente.Las funciones en el fitoplancton pueden ser perturbadas cuandointerfiere con el Plomo. El fitoplancton es una fuenteimportante de producción de oxígeno en mares y muchos grandesanimales marinos lo comen. Este es por qué nosotros ahoraempezamos a preguntarnos si la contaminación por Plomo puedeinfluir en los balances globales. Las funciones del suelo sonperturbadas por la intervención del Plomo, especialmente cercade las autopistas y tierras de cultivos, donde concentracionesextremas pueden estar presentes. Los organismos del suelotambién sufren envenenamiento por Plomo.El Plomo es un elemento químico particularmente peligroso, y sepuede acumular en organismos individuales, pero también entraren las cadenas alimenticias.

BIOREMEDIACION PARA ESTOS IONES O METALES PESADOLa bioremediación se define como cualquier proceso que utilice,microorganismo, Hongos, plantas para retornar un ambientealterado por contaminantes a su condición natural.Para estos IONES como el plomo y el mercurio Es recomendableusar la remediación por medio de plantas o fitorremediación. Esmuy útil en estos casos porque es posible usar plantastransgénicas que concentren estas toxinas en sus partes aéreas

(sobre la tierra), las cuales pueden ser cosechadas yeliminadas.