INTRODUCCIN

Facultad de Ingeniera Qumica y Metalurgia

Qumica Analtica

Departamento Acadmico de Ingeniera Qumica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIA

DEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERA QUMICA

MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO

ING. ABRAHN FERNANDO TREJO ESPINOZA

AYACUCHO

2007Trabajo en el laboratorio

El trabajo en el laboratorio consiste en mostrar e indicar el uso correcto de los materiales, instrumentos y equipos a utilizarse en el desarrollo de la prctica o investigacin. El laboratorio constituye una oportunidad para que el alumno pueda complementar y relacionar los temas estudiados en la teora, realizando sus propias observaciones experimentales, en las cuales podr analizar y obtener sus conclusiones respecto a un tema.

El xito de un experimento radica en realizar una buena observacin, seguir el orden correcto de los pasos del procedimiento, tener destreza y habilidad para el manejo de los materiales y trabajar con criterio para adquirir buenos hbitos que son la base de la formacin de un profesional. Pero lo ms importante es que aquel que realice el experimento PIENSE Y RAZONE.

Normas de seguridadEl laboratorio debe ser un lugar seguro para trabajar. Para eso se tendrn siempre presente los posibles peligros asociados al trabajo con materiales peligrosos. Nunca hay excusa para los accidentes en un laboratorio bien equipado en el cual trabaja personal bien informado. A continuacin se exponen una serie de normas que deben conocerse y seguirse en el laboratorio:

Durante la estancia en el laboratorio el alumno debe ir provisto de bata (guarda polvo), gafas de seguridad y guantes de goma. La bata deber emplearse durante toda la estancia en el laboratorio. Las gafas de seguridad siempre que se manejen productos custicos y durante la calefaccin de disoluciones. Los guantes deben utilizarse obligatoriamente en la manipulacin de productos txicos o custicos.

Nunca deben llevarse lentillas sin gafas protectoras, pues las lentillas retienen las sustancias corrosivas en el ojo impidiendo su lavado y extendiendo et dao.

Esta prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio, as como dejar encima de la mesa del laboratorio ningn tipo de prenda.

Debe conocerse la toxicidad y riesgos de todos los compuestos con los que se trabaje.

Debe ser prctica comn consultar las etiquetas y libros sobre reactivos en busca de informacin sobre seguridad.

Como regla general no debe pipetearse con la boca los volmenes de cido, bases concentradas y disolventes orgnicos; se medirn con probetas, en el caso de que se deban medir los volmenes exactos, se succionaran empleando pro-pipetas.

Los frascos de los reactivos deben cerrarse inmediatamente despus de su uso, durante su utilizacin los tapones deben depositarse siempre boca arriba sobre la mesa.

Las vitrinas o campanas para gases tienen que utilizarse en todo trabajo con compuestos qumicos que pueden producir gases peligrosos o dar lugar a salpicaduras.

No deben manipularse jams productos o disolventes inflamables en las proximidades de llamas.

El laboratorio no es lugar para realizar bromas.

El pelo largo se llevar siempre recogido,

Si algn reactivo se derrama, debe retirarse inmediatamente dejando el tugar

perfectamente limpio. Las salpicaduras de sustancias bsicas deben neutralizarse con un cido dbil (cido ctrico) y las sustancias cidas con una base dbil (bicarbonato sdico).

No deben verterse residuos en las pilas, deben emplearse los recipientes para residuos que se encuentran en el laboratorio.

Los cidos y bases concentrados se encuentran en la vitrina del laboratorio. En ningn caso deben sacarse de la vitrina; cuando se quiera un volumen de estos reactivos se llevar el recipiente adecuado a la vitrina para tomar all mismo la cantidad necesaria.

Cuando se tengan dudas sobre las precauciones de manipulacin de algn producto debe consultarse al profesor antes de proceder a su uso.

Los recipientes utilizados para almacenar disoluciones deben limpiarse previamente, eliminando cualquier etiqueta anterior y rotulando de nuevo inmediatamente.

No calentar enrgicamente una disolucin; la ebullicin debe ser siempre suave.

El mechero debe cerrarse una vez utilizado tanto de la propia llave del mechero como de la toma del gas de la mesa.

Las disoluciones y recipientes calientes deben manipularse con cuidado; para la introduccin y extraccin de recipientes de hornos y estufas deben utilizarse las pinzas y guantes adecuados.

Las heridas y quemaduras deben ser tratadas inmediatamente en el caso de salpicaduras de cidos sobre la piel lavar inmediatamente con agua abundante, teniendo en cuenta que en el caso de cidos concentrados la reaccin con el agua puede producir calor. Es conveniente retirar la ropa para evitar que el corrosivo quede atrapado entre la ropa y la piel.

Debe conocerse la situacin especifica de los elementos de seguridad (lava ojos, ducha, extintor, salidas de emergencia, ) en el laboratorio as como todas tas indicaciones sobre seguridad expuestas en e! laboratorio.

Normas de trabajo

Al finalizar cada sesin de prcticas el material y la mesa de laboratorio deben dejarse limpios.

Las disoluciones de reactivos que no sean patrones ni muestras, se almacenan en botella de vidrio o plstico que deben limpiarse y rotularse perfectamente,

Los reactivos slidos que se encuentren en el armario deben devolverse al mismo inmediatamente despus de su uso.

Las balanzas deben dejarse a cero y perfectamente limpias despus de realizarse la pesada.

En el cuarto de balanzas slo debe permanecer los estudiantes que se encuentren pesando (uno por balanza),

Las sustancias patrn tipo primario anhidras se encuentran en el desecador (al lado de la balanza) y slo debe extraerse el tiempo necesario para su pesada.

El desecador debe permanecer siempre cerrado.

El recipiente destinado a la recojo de muestra debe entregarse al profesor limpio y seco; cuando se trate de un aforado no es necesario secarlo, slo enjuagarlo con el disolvente.

El material asignado a cada prctica debe permanecer en el lugar asignado a dicha prctica no debe cogerse material destinado a prcticas distintas a la que se esta realizando.

Antes de dar por finalizado cada prctica el alumno debe consultar al profesor sobre la calidad de los resultados obtenidos.

El alumno debe ir al laboratorio provisto de rotulador indeleble de agua.

Leer con anticipacin la gua de prctica y anotar los datos y medidas en su cuaderno de anotaciones.

Colocar sobre la mesa de trabajo solo los materiales, equipos y reactivos a usarse

Tomar precaucin al encender el mechero.

Leer cuidadosamente el rtulo de los reactivos.

Tener la precaucin de mantener los mecheros convenientemente alejados cuando trabaje con sustancias inflamables.

Apagar con un pao o toalla si se ha producido fuego.

Abrir el cao para diluir los cidos o soluciones sobrantes que se echan al lavadero depositar los papeles inservibles, palos de fsforos y otros slidos sobrantes en el tacho de basura.

Consultar sin ningn temor al profesor cuando no est bien explicada una operacin o reaccin qumica.

Lo que no se debe hacer:

Ser FOCO de conversacin o ruido que moleste a sus compaeros.

Empezar un experimento sin antes haber ledo y reledo las instrucciones y haber escuchado bien las observaciones hechas por el profesor.

Efectuar experimentos que no figuran en la gua.

Devolver reactivos o soluciones sobrantes a los frascos originales, de esta manera se estar evitando impurificar todo un frasco de reactivo.

Dejar sobre la mesa de trabajo abrigos, chompas, mochilas y dems objetos personales, tampoco es recomendable tener muchos libros sobre la mesa.

Usar una varilla de vidrio para vaciar los lquidos de un recipiente a otro.

Normas de precausin

La bata en el laboratorio es imprescindible para evitar deterioros en la ropa por quemaduras, manchas, etc.; deber ir siempre abrochada.

No fumar ni comer en e! laboratorio.

No se calentaran lquidos en recipientes de vidrio no resistentes al calor (como probetas, matraces aforados, frascos, pipetas, etc.), ni aquellos cerrados hermticamente.

Nunca se pipetear con la boca, sino con los dispositivos que se facilitaran al efecto.

No introducir pipetas, varillas de vidrio ni cualquier otro objeto en los frascos de los reactivos, pues se contaminan.

Los mecheros se apagarn en el mismo momento de terminar su uso.

No echar en ningn caso papeles o productos slidos en las pilas de desage.

Las quemaduras por calor se tratan con abundante agua y una pomada adecuada. Las quemaduras por cidos y bases concentrados se tratan lavando la zona afectada con agua durante 3-4 minutos, pudindose aplicar despus una disolucin diluida de bicarbonato sdico o cido actico, respectivamente.

En el laboratorio hay que trabajar con gafas de seguridad. Por otra parte, el llevar lentes de contacto no es recomendable, pues si hay vapores irritantes se pueden acumular entre la lente y el ojo ocasionando lesiones en este,

No deben olerse directamente los vapores desprendidos en ningn proceso, ni probar ningn producto.

Cuando se trabaja con sustancias que producen vapores txicos se utilizar la campana extractara.

Antes abandonar el laboratorio, compruebe que el agua y el gas estn completamente cerrados. Una vez terminada la prctica deje el puesto ocupado y el material empleado perfectamente limpios. Al abandonar el laboratorio se lavarn las manos,

Smbolos de peligrosidad de los productos qumicos

Sustancias txicasPeligro: Estos productos provocan casi siempre lesiones graves o incluso la muerte, sea por inhalacin como por ingestin o por contacto con la piel. Precauciones: Evitar absolutamente todo contacto con el cuerpo. Ejemplos: trixido de arsnico, cloruro mercrico.

Sustancias nocivas

Peligro: La absorcin de estos productos se manifiesta por lesiones de menor gravedad. Precauciones: Evitar el contacto con el cuerpo incluso la inhalacin de vapores. Ejemplos: piridina, triloroetileno.

Sustancias corrosivas

Peligro: El contacto con estos productos destruye tejidos vivos y ciertos materiales. Precauciones: No respirar los vapores y evitar el contacto con la piel, ojos y vestidos. Ejemplos: bromo, cido sulfrico.

Sustancias irritantes

Peligro: Los productos que llevan este smbolo pueden irritar la piel, ojos y vas respiratorias. Precauciones: No respirar vapores de estos productos y evitar el contacto con la piel y los ojos. Ejemplos: amoniaco.

Sustancias explosivas

Peligro: En ciertas condiciones estos productos presentan un especfico peligro de explosin. Precauciones: Evitar choques, friccin, chispas y el fuego. Ejemplos: dicromato amnico.

Sustancias comburentesPeligro: Los productos comburentes favorecen la inflamacin de las materias combustibles o mantienen los incendios impidiendo la extincin. Precauciones: Evitar todo contacto con las materias combustibles. Ejemplos: perxido sdico, permanganato potsico.

Sustancias fcilmente inflamables

Sustancia auto inflamable.- Precauciones: Evitar todo contacto con el aire. Ejemplos: fsforo.

Gases fcilmente inflamables.- Precauciones: evitar la formacin de mezclas inflamables, vapor-aire y el contacto con todas las posibles fuentes de ignicin. Ejemplos: butano.

Sustancias sensibles a la humedad.- El contacto con el agua de algunos de estos productos desprende gases que son fcilmente inflamables. Precauciones, Evitar el contacto con la humedad o el agua. Ejemplos; litio.

Lquidos inflamables.- Lquidos cuyo punto de inflamacin se sita por debajo de 21 C,

Precauciones: mantener estos productos separados de llamas, chispas y de cualquier clase de fuente de calor. Ejemplos; acetona.

Accidentes ms frecuentesLos accidentes en el laboratorio se producen principalmente por:

Fuegos que implican sustancias qumicas inflamables. Lquidos inflamables que son fundamentalmente compuestos lquidos orgnicos de bajo punto de ebullicin. Hay que mantenerlos lejos de las llamas de los mecheros y de las placas de calefaccin. Reacciones qumicas en las que se desprenden gases inflamables.

Cortes con vidrios rotos.

Quemaduras al tocar material de vidrio caliente o los mecheros encendidos.

Inhalacin de vapores venenosos, ingestin o absorcin cutnea de sustancias txicas.

Vertido de disoluciones concentradas de reactivos qumicos. El caso ms frecuente es de quemaduras producidas por cidos o bases en su contacto con la piel. Hay que tener especial cuidado con los ojos, pues pueden alcanzarles salpicaduras de cidos, bases o sustancias calientes. Para diluir un cido o una base concentrados, aadir estos lentamente sobre el agua, nunca al contrario.

Telefonos de socorroUrgencias de la seguridad social, Mdico de empresa, Mdico de urgencias, Ambulancia, Bomberos.

Equipos de seguridad en el laboratorio1. Un extintor o extinguidor

Se utilizan indistintamente. Es empleado para sofocar todo fuego inesperado. Incontrolable, para ello se adiestra o instruye previamente a quienes laboran en el laboratorio u otros ambientes de trabajo para neutralizar los efectos del incendio a tiempo. Existe una variedad de aparatos extintores porttiles, que se usa para dar extincin de incendios. A los incendios se les atribuyen diversas causas: chispas de combustin, ignicin espontnea, el fumar y los fsforos, materiales inflamables, etc. Es imprescindible conocer la seleccin, catalogacin, instalacin y operacin de los extintores manuales de todo tipo. Los extintores de anhdrido carbnico (CO2, teniendo un mximo alcance de 1.5 m desde el extremo de la tobera hasta la base del fuego. Existen otros de polvo qumico o de flor brme; recuerde que todo extintor una vez vaciado debe ser recargado inmediatamente, acompaando su tarjeta con la nueva fecha de recargue.

2. Una campana extractor de gases

Debe tener suficiente poder de succin para evacuar al medio ambiente los gases de reactivos concentrados o los obtenidos, algunos son nauseabundos, otros asfixiantes, etc.; garantizan una atmsfera higinica y agradable en el interior del laboratorio.

3. Un botiqunPrevisto de vendas de diferentes tamaos, gasas esterilizadas, algodn, espadrapo, vaselina, alcohol, agua oxigenada, picrato de butesin, leche de magnesia, bicarbonato, solucin de permanganato al 0.2%, solucin de sulfato ferroso al 0.2%, solucin diluida de tiosutfato, albmina, sulfato de sodio, baloncito de oxigeno para inhalar, tijeras, pinzas, etc. Para prestar los primeros auxilios o curaciones en caso de envenenamientos, asfixias, heridas, quemaduras u otros tipos de accidentes.

Seguridad en el laboratorio1. Reporta Todos los accidentes, por pequeos que sean a tu profesor.

2. Trabaja dentro del laboratorio solamente cuando el maestro este presente o cuando tengas permiso.

3. Nunca permitas "payasadas" o comportamientos que puedan conducir a que lastimen tus compaeros.

4. Limpia tu mesa y material de vidrio antes de empezar a trabajar en el laboratorio.

5. Utiliza bata de laboratorio y lentes de seguridad cuando se te d la indicacin de hacerlo.

6. Debido a los peligros de pedazos de vidrio roto y/o derrames de lquidos corrosivos, las sandalias y/o mocasines no estn permitidos dentro del laboratorio.

7. Conoce la localizacin y el uso apropiado de la fuente para enjuagar los ojos, del extintor, de la regadera, del alarma de incendio, de las rutas de evacuacin, de los contenedores de vidrio y de reactivos (garrafones).

8. Si sufres una quemadura leve (primer grado) sumerge el rea quemada en agua fra y notifcalo al profesor.

9. Si te cae algn reactivo en tos ojos, enjugalos de inmediato con la fuente de lavados de ojos y notifcalo a tu profesor.

10. Nunca veas directamente el contenido de un tubo de ensayo; ve el contenido de lado.

11. Nunca huelas el contenido o reactivo(s) de un tubo de ensayo o de un frasco directamente, mejor abanica con tu mano algunos de sus gases con cuidado.

12. Notifica inmediatamente a tu profesor sobre cualquier reactivo derramado y limpia el derrame.

13. Utiliza el equipo solamente como se indica a continuacin:

Nunca pongas reactivos de forma directa sobre los platillos de la balanza.

Utiliza glicerina o vaselina cuando insertes tapones de caucho a los tubos de ensayo.

Ten cuidado con el material de vidrio que ha sido calentado.

Aade ncleos de ebullicin (perlitas de vidrio) al liquido que se va a calentar antes de calentar.

Dirige los tubos de ensayo que se estn calentando lejos de t y tus compaeros.

Nunca lleves a la boca (prueba sensorial) ningn material del laboratorio.

Dentro del laboratorio esta prohibido comer, beber o masticar goma.

Nunca aadas agua a soluciones cidas concentradas. El calor generado puede romper el vidrio. En lugar de esto, como si enjuagaras, aade cido lentamente al agua (bautzalo).

Lee la etiqueta del reactivo por lo menos un par de veces antes de usarlo. Una gran cantidad de reactivos tienen nombre que pueden confundir fcilmente.

Al terminar tu trabajo (prctica), lava y seca todo equipo, tu mesa y el rea de limpieza.

Regresa todo el material y equipo de laboratorio a su lugar adecuado (almacn) despus de utilizarlo.

Nunca calientes disolventes orgnicos (ter, acetona, etanol, etc.) con el mechero de gases, hazlo con la perilla elctrica).

Calibracin de instrumentos

Pocos qumicos intentan usar un medidor de pH sin ajustado previamente con una solucin reguladora patrn. Existe sin embargo una tendencia a olvidar que todo instrumental debe ser contrastado peridicamente. Ejemplo una pipeta esta construido para verte un cierto volumen de lquido en un cierto tiempo; cuando es nueva y esta limpia, el volumen medido se aproxima mucho al nmero grabado en el vidrio; pero con el uso prolongado el pico de la pipeta se puede despuntar o estrechar el orificio de salida a causa del polvo o de grasa o se puede contaminar la superficie interior con soluciones usadas previamente. Desgraciadamente muchos qumicos no tienen en cuenta suficiente los errores que puede introducir el uso del material de vidrio sucio o defectuoso.

Analgicamente et instrumento ms bsico del anlisis qumico es la balanza con su caja de pesas. Aunque la introduccin de las modernas balanzas monoplatos ha reducido considerablemente la necesidad de contraste peridico de las relaciones entre las diversas pesas individuales, no ha eliminado la conveniencia de proceder, de vez en cuando a una comprobacin de la lectura del instrumento frente a un juego de pesas patrn. Para la mayora de instrumentos el calibrado es un proceso sencillo: la respuesta del instrumento frente a sustancias patrn deducido se compara mediante la posicin de la lectura o del patrn de ajuste. As el ajuste de las longitudes de onda del espectrofotmetro (ultravioleta visible o infrarrojo) se comprueba comparando los espectros publicados de tas mismas lecturas obtenidas, el instrumento electroanaltico se comprueba frente al potencial conocido. El calibrado de ndices de refraccin se realiza frente a los valores publicados de una sola solucin de disolventes, etc.

El calibrado de los instrumentos garantiza que sean mnimas los errores introducidas por estas, pero no compensa necesariamente el efecto de otras variables que interviene en anlisis de rutina de las muestras.

Partes del informe

1. Cartula:

Nombre completo de la Universidad

Facultad de procedencia del alumno

Departamento que ofrece la asignatura

Escuela de Formacin Profesional de procedencia del alumno

Sigla y nombre de la asignatura

Nmero de prctica

Ttulo de la prctica

Nombre del (los ) alumno ( s)

Nombre del profesor de teora

Nombre del profesor de prctica

Da y hora de las prcticas

Fecha de ejecucin de la prctica

Fecha de entrega del informe

2. Objetivos

3. Fundamento terico

4. Relacin de materiales, reactivos (nombre, frmula, concentracin) y equipos utilizados en la prctica.

5. Procedimiento experimental, observaciones, reacciones, etc.

6. Resultados y Discusin

7. Conclusiones

8. Recomendaciones

9. Bibliografa (Autor, titulo del texto, edicin, ao, pginas consultadas

Prctica de laboratorio - 1Muestreo, observaciones previas y preparacin de la muestra para el anlisisI. Objetivos Evaluar muestras.

Realizar: examen fsico, trituracin, muestreo de la sustancia y ensayo de la materia orgnica

Efectuar el ataque qumico y disolucin de la muestra.

Efectuar la disgregacin de la sustancia insoluble.

II. Fundamento tericoAntes de proceder al anlisis completo de toda sustancia se efecta su investigacin fsica de la sustancia slida. En primer lugar, la sustancia slida no metlica se debe examinar con una lupa para establecer no slo la heterogeneidad de la muestra sino tambin para darse una idea sobre el nmero probable de sus componentes. Es necesario prestar atencin al color, a la forma y al tamao de las partculas. As, el color es un indicio importantsimo para sugerir la presencia de algunos elementos. Desde luego, no se pueden sacar conclusiones definitivas sobre la base de tales observaciones, sin embargo, estas son tiles para confrontar con el resultado del anlisis, incrementando nuestra seguridad en la ejecucin correspondiente. Despus del examen visual de la muestra, esta debe prepararse para el anlisis. Si la sustancia es slida, se tritura para facilitar su disolucin. La trituracin de la sustancia heterognea es importante para lograr una mezcla bastante uniforme de sus componentes. Las sustancias que se desmenuzan fcilmente se trituran en un mortero de porcelana o de gata para reducirlas a polvo fino. Las sustancias difciles de triturar, por ejemplo, diferentes minerales se fragmentan en trozos, las ms pequeas posibles en morteros de acero y dejar pasar a travs de un tamiz fino, volviendo a triturar en el mortero el resto de las pequeas partculas que quedan en la tela. Este procedimiento se repite hasta que toda la muestra pase a travs del tamiz. Los metales o las aleaciones metlicas deben reducirse a limaduras o virutas finas, utilizando herramientas apropiadas. La sustancia para el anlisis se divide en tres partes: una sirve para la identificacin de cationes, la otra para aniones y la tercera se aprovecha en los ensayos preliminares y se conserva parcialmente para los casos de comprobacin de los resultados del anlisis. Teniendo presente, que el anlisis cualitativo de la sustancia se realiza principalmente por va hmeda, la sustancia ensayada debe disolverse. En este caso se realizan pruebas aisladas con porciones pequeas de la sustancia analizada para encontrar un disolvente conveniente.

Pasos de un anlisis tpicoUn anlisis tpico comprende la secuencia de pasos, en algunas ocasiones se puede omitir uno o ms de estos pasos. Pero de ordinario, todos ellos juegan un papel muy importante en el xito del anlisis.

A continuacin describimos cada uno de estos pasos para dar una visin de conjunto de lo que es un anlisis cuantitativo.Seleccionar el mtodo

Obtener una muestra representativa

Prepara una muestra de laboratorio

Definir los replicados

Disolver las muestras

Eliminar interferencias

Medir la propiedad del analito

Calcular los resultados

Estimar la fiabilidad de los resultadosUn paso muy importante al realizar un anlisis es la seleccin del mtodo. La eleccin es difcil, exigiendo por parte del qumico una gran experiencia e intuicin. Una consideracin importante a tener en cuenta es el nivel de exactitud que se requiere. El mtodo que se selecciona es por lo general un compromiso entre la exactitud y los costos. Una segunda consideracin a tener en cuenta, en relacin con el costo del anlisis, es el nmero de muestras a analizar. Si son muchas, se puede permitir dedicar buena parte de tiempo en preparaciones previas como montar y calibrar aparatos y equipos, y en preparar soluciones estndar. Si tenemos tan solo una muestra o unas pocas muestras como mucho, es mejor seleccionar un procedimiento que evite o minimice estos pasos preliminares. Finalmente, la eleccin de un mtodo viene determinada por la complejidad de la muestra as como por el nmero de componentes en la muestra. Para obtener informacin significativa de un anlisis, este debe realizarse sobre una muestra cuya composicin reproduzca fielmente la totalidad del material de donde ha sido obtenida. Cuando el material de partida es grande y no homogneo, se ha de realizar un gran esfuerzo para obtener una muestra representativa.Muchos de los problemas de muestreo son fciles de resolver. De cualquier manera, tanto si la muestra es simple o compleja, el qumico debe asegurarse siempre de que la muestra que va a usar es representativa del total antes de comenzar a realizar el anlisis. Una muestra slida se muele para disminuir el tamao de partcula, se mezcla para asegurar la homogeneidad, y se almacena durante largos periodos de tiempo antes de que el anlisis se lleve a cabo. Durante cada uno de estos pasos se puede producir la absorcin o desorcin de agua, dependiendo de la humedad del ambiente. Es una buena norma secar las muestras justo antes de realizar el anlisis, dado que la toma o perdida de agua cambia la composicin qumica de los slidos.Muchos anlisis se realizan sobre disoluciones de las muestras. Idealmente, el disolvente debe disolver a toda la muestra de forma rpida y por completo. Las condiciones de disolucin deben ser suficientemente suaves para que no se produzcan perdidas de analito. Muchos de los materiales que se tienen que analizar son insolubles en los disolventes ms comunes. La conversin del analito de estos materiales en forma soluble puede ser difcil y adems exigir mucho tiempo.Tabla N1.1 Algunos disolventes empleados para disolver sustancias inorgnicasElemento metlicoDisolvente

Ag

Al

As

Bi

Cd

Co

Fe

Cr

Cu

Hg

Mg

Mo

Nb

Ni

Pb

Sb

Sn

Ta

Th

Ti

U

V

W

Zn

ZrHNO3

HCl, NaOH

HNO3, Agua regia, H2SO4HNO3, Agua regia, H2SO4HNO3cidos

cidosHCIO4, HCl(d), H2CO4HNO3, HCl + H2O2HNO3, H2SO4cidos

HNO3HF + HNO3 cidos

HNO3H2SO4, HNO3 + tartratoHCl, agua regiaHF + HNO3HNO3, HClHF, H2SO4HNO3HNO3, H2SO4HF + HNO3, H3PO4 + HClO4cidos, NaOH

HF

III. Materiales, reactivos y equiposMateriales: Tubos de ensayo.

Esptula.

Mortero de porcelana.

Pinzas para tubos.

Gradilla para tubos.

Mechero de bunsen

Luna de reloj.

Papel.

Piseta.

Reactivos: Agua destilada (H2O)

cido clorhdrico (HCl)d Muestra orgnica. (vegetal).

cido ntrico (HNO3).IV. Procedimiento ExperimentalEnsayo N 1 Examen fsico, trituracin, muestreoi. Examen fsicoObsrvese la muestra problema con la ayuda de una lupa si es o no homognea, vase su color, determnese algunas de sus propiedades fsicas y deduzca algunas conclusiones: En el examen fsico se toman 5 muestras de diferentes estados fsicos.

Para cada uno se observa y codifica para su identificacin.

Las siguientes muestras se presentan en un cuadro con todas sus propiedades fsicas y debidamente codificadas.

Anotar: muestra, color, brillo, dureza, homogneo, heterogneo, etc.

ii. Pulverizacin de la muestraNo siempre la muestra a analizarse se presenta en estado de divisin requerida por lo que es conveniente reducir el problema; si la muestra es blanda o quebradiza, se puede reducir a polvo fino en un mortero de porcelana o de vidrio, cuando se trate de muestras minerales muy duras como rocas y escorias se sigue el procedimiento de chancado primario, secundario y pulverizacin: En esta parte del experimento se toma una de las muestras y se tritura en un mortero de porcelana (escoger una muestra no tan dura).

iii. MuestreoEl muestreo se prctica por el mtodo denominado de mesa. El material finamente dividido se desparrama sobre la parte central de una hoja de hule o jebe suficientemente extensa. Levante lo menos posible cada esquina de la hoja y superponerla en el extremo diagonal opuesto. Repetir esta operacin varias veces hasta tener la muestra de aspecto homogneo. En esta condicin llevar la muestra al centro de la hoja, extenderla y cuartearla. Desestimar las tres cuartas partes y la cuarta porcin que queda y repetir el cuarteo hasta obtener finalmente una muestra de 5 a 10 gramos que debe ser guardado en un frasco limpio seco y hermtico. Colocar membrete indicando:

Nombre de la muestra.

Nmero de malla.

Inicial del preparador.

Fecha.

ObservacionesEs probable que las partculas que se trituran con ms dificultad puedan tener una composicin qumica diferente de las partculas que se trituran fcilmente. Si no se lleva hasta el final del trituramiento se corre el riesgo de obtener en el anlisis resultado tergiversado que no corresponden a la realidad.

Ensayo N 2 Ataque qumico o disolucin de la muestra1. Accin del agua y de los cidosLa accin de los disolventes sobre el problema se determina en el siguiente orden:

Agua

HCl(d)

HCl(c)

HNO3(d)

HNO3(c)

Agua Regia

El disolvente apropiado se encuentra tratando sucesivamente, aproximadamente 0,2 g de muestra finamente pulverizado con 1 a 2 mL de disolvente indicado. Se puede comprobar si parte del problema a sido disuelto evaporando a sequedad un poco de solucin, finalmente quedar un pequeo residuo. Los disolventes cidos sern utilizados en el orden sealado tanto en fro como en caliente. Si la accin del agua regia deja todava un pequeo residuo, el problema se considera insoluble y por lo tanto se proceder a la disgregacin. De haber encontrado disolvente aparente, preparar la solucin correspondiente a partir de 0,5 g de muestra y el volumen final ser de 15 a 20 mL.

La accin de los disolventes cidos sobre la muestra problema va acompaado de desprendimientos gaseosos, por lo que puesta la muestra en un Beaker cubrir con un vidrio de reloj con la cara convexa hacia abajo. El vaso de precipitado debe tener pico para que favorezca la salida de gases o vapores. Efectuar en el tiro!.

Se vierte cuidadosamente el disolvente escurriendo por la varilla de vidrio. Si mientras se agrega el disolvente se desprende gas, el vaso debe mantenerse cubierto con la luna de reloj. Cuando cesa el desprendimiento de gas y la muestra esta disuelta totalmente, lavar la cara inferior de la luna con un chorro de agua de piseta, cuidando que el agua de lavado discurra por las paredes interiores del vaso y no caiga directamente sobre la solucin.

Observacin:

La extraccin de la muestra de los componentes solubles en agua y un anlisis separado de la solucin y del residuo insolubles presenta la ventaja de que permite a veces evitar complicaciones relacionadas con la presencia simultnea de oxidantes y reductores; este procedimiento permite obtener una representacin ms correcta de la composicin real de la mezcla analizada.

Ensayo N 3 Disgregacin de la sustancia insolubleLas muestras insolubles o parcialmente solubles en cidos, se les solubiliza disgregndolas con un reactivo apropiado, por fusin con una mezcla anhidra de carcter cido o bsico, para lo cual se mezcla ntimamente la sustancia con 5 ms partes en peso del fundente realizando la operacin en un crisol apropiado, parra lo cual se utilizan diferentes fundentes segn el caso o indicacin del mtodo a usarse.

V. Cuestionario Que propiedades fsicas distinguen a los elementos metlicos de los no metlicos. Compare a los metales con los no metales considerando: a. El nmero de electrones de valencia, b. La electronegatividad, c. La afinidad electrnica y e. El carcter cido o bsico de los hidrxidos. Qu metales forman compuestos inicos con mayor probabilidad y que metales son aptos para formar compuestos covalentes.Prctica de laboratorio - 2

Ensayos preliminares del anlisis cualitativoI. Objetivos Observar los fenmenos que ocurren con el uso de diversos reactivos ya sea con la presencia de algn cido (va hmeda) o por va seca (directamente al mechero de bunsen).

Identificar y observar los diversos tipos de coloracin que existen para algunos reactivos en la flama del mechero para luego identificarlos con sus respectivas longitudes de ondas.

Observar la formacin de la perla de brax en sus diversas coloraciones para luego investigar algunos elementos metlicos.

II. Fundamento TericoEn el anlisis cualitativo se emplean dos tipos de reacciones: Las reacciones por Va Seca y las reacciones por Va Hmeda. Se aplican las primeras a las sustancias en estado slido y las ltimas a las sustancias en estado de disolucin.

Antes de emprender el anlisis sistemtico de la muestra es racional llevar a cabo una serie de ensayos preliminares. Dichos ensayos proporcionan algunos datos de orientacin tiles al elegir el mtodo ms adecuado para solubilizar la muestra o que facilite la ejecucin del anlisis.

Ensayos en tubo cerradoi. Sin uso de reactivo.- En este ensayo se observa una serie de fenmenos, tales como: Formacin de productos gaseosos, sublimados, cambios de coloracin, fusin, etc., que ser til en la identificacin cualitativa de la sustancia.

ii. Con el uso de un reactivo.- Se refiere a la accin de cidos como HCl H2SO4 sobre la sustancia seca y calentando suavemente.

Ensayos de coloracin a la llamaEstos ensayos consisten en someter una pequea cantidad de la muestra slida finamente pulverizada a la accin de la llama no-luminosa de Bunsen, previamente humedecido con HCl, y sta por sus propiedades de volatilizacin colorean la llama con colores especficos de los elementos.

Cuando ciertos cuerpos se le somete a altas temperaturas, los electrones de los tomos de dichos cuerpos, especialmente los ms externos absorben energa y son forzados a lugares de menor energa llamados estados excitados; y al retornar estos electrones excitados a niveles de menor energa, estos emiten cierta cantidad de energa radiante, observndose por consiguiente diferentes coloraciones caractersticas de cada elemento.

Los resultados obtenidos mejoran mucho si se usa un espectroscopio. La escala del mismo puede estar dividida en longitudes de onda o en unidades semiempricas.Tabla N 2.1 Radiaciones emitidas por algunos elementosElementoColor

Longitud de Onda () Potasio

violeta

doblete4044 = 4047Sodio

amarillo

doblete5896 = 5890Rubidio

rojo

7050

Litio

rojo carmes6708

Calcio

rojo naranja6203, 6162

CuCl2

verde

bandas 5507, 5386Azul

bandas4353, 4332

Talio

verde

5350

Estronciorojo

6863, 6628, 6499, 6464

Bario

verde

doblete5245 = 43Bandas5130, 5000Ensayos con el soplete en el soporte de carbnCon frecuencia la sustancia pulverizada se mezcla con el doble de su volumen de Na2CO3 anhidro o mezclas equimoleculares de Na2CO3 + K2CO3 y se trata con la llama reductora.

La reaccin consiste en la formacin de los carbonatos de los cationes presentes y de las sales alcalinas de los aniones. Las sales alcalinas son absorbidas por el carbn poroso y los carbonatos son en su mayor parte descompuestos en los xidos y en los dixidos de carbono; los xidos de los metales pueden descomponerse ulteriormente o reducirse a metales, o bien, pueden quedar inalterados. Por lo tanto los productos finales de la reaccin son metales, metales y sus xidos u xidos.

Tabla N 2.2 Algunos resultados del ensayos con el soplete en el soporte de carbnBotn metlico blanco, dctil, sin aureola

.................... Ag y Sn

Botn metlico blanco, dctil, aureola amarilla....................Pb

Botn metlico blanco, frgil, aureola blanca....................Sb

Botn metlico blanco, frgil, aureola parda....................Bi

Masa metlica, roja, esponjosa, sin aureola....................Cu

Aureola blanca, sin botn metlico

....................Zn

Aureola blanca, sin botn metlico. Olor oliceo....................As

Aureola parda, sin botn metlico

....................CdEnsayos en la perla de BraxEste experimento consiste en la obtencin de perlas coloreadas con fines de investigacin de algunos elementos metlicos.

Se efecta este ensayo calentando polvo de brax en le extremo del hilo de platino y se obtiene una perla vtrea, incolora y transparente que se compone de una mezcla de metaborato de sodio y anhdrido brico:

Na2BO7 .10H2O NaBO2 + B2O3Al calentar la sustancia en anlisis en la pera de brax se obtiene colores caractersticos de sustancias de Cu, Fe, Cr, Mg, Ni, Co. La coloracin de las perlas de brax se debe a la formacin de boratos coloreados.

Tabla N 2.3 Colores tpicos de perlas de BraxElemento Color llama oxidanteColor llama reductoraSensibilidadCaliente Fro

Caliente

FroOro

violetavioletarojo

violeta+Vanadioamarilloverde

verde amarverde

+ +Cobre

verde azul

incoloraroja opaca+Hierronaranjaamarillo verde

verde

+Cromoamarilloverdosoverde

verde

- -

Cobaltoazul

azul

azul

azul

+ +Nquelvioletapardo

gris

gris

+Manganesovioletavioletaincolora incolora+ +Plata

amarillo opalescente gris

gris

--III. Materiales, reactivos y equiposMateriales: Tubos de ensayo

Gradilla

Pinza para tubos

Soporte de alambre de platino

Mechero de Bunsen

Lunas de reloj

Carbn

Reactivos: cido clorhdrico, HCl(d) Borato de sodio, Na2B4O7.10H2O

cido oxlico, (COOH)2.2H2O

Sulfato de cobre (II) pentahidratado, CuSO4.5H2O

Sulfato ferroso, FeSO4.7H2O

Sulfato de hierro (II) amoniacal hexahidratado, (NH4) 2Fe(SO4) 2 Brax, Na2B4O7

Cloruro de litio, LiCl

Cloruro de magnesio, MgCl2 Cloruro de estroncio, SrCl2 Cloruro cuproso, CuCl

Cloruro de potasio, KCl

Carbonato de potasio, K2CO3IV. Procedimiento experimentalEnsayo N 1 Ensayo en tubo cerradoa. Sin uso de reactivoi. Para realizar este experimento, se toma una pequea cantidad, aproximadamente 0,2 g de la muestra slida finamente pulverizada y se coloca en el fondo de un tubo de ensayo limpio y seco.ii. Calentar utilizando la llama no luminosa del mechero de Bunsen, suave al principio y luego ms fuerte.iii. Durante el calentamiento puede observar una serie de fenmenos, tales como:

La aparicin de agua, la presencia de agua en la pared interna superior del tubo de ensayo, en este caso pruebe su reaccin al papel de tornasol.

La aparicin de aureolas, que puede ser de color blanco, gris, amarillo, etc.

Cambios de coloracin, a veces durante el calentamiento se observa el cambio de color de la sustancia.

Desprendimiento de productos voltiles, que pueden ser identificados por su color, olor o por sus reacciones caractersticas.

b.Con el uso de reactivoi. A la muestra seca colocada en un tubo de ensayo se adiciona algunas gotas de HCl H2SO4 2N, puede observarse el desprendimiento de los siguientes gases: HCN, NO2, SO2, CO2, etc.

ii. A la muestra seca ubicada como en el caso anterior se le adiciona algunas gotas de H2SO4(c), pueden desprenderse gases coloreados incoloros. Los gases incoloros. Los gases coloreados o vapores pueden ser: NO2, Cl2, Br2, I2.

Ensayo N 2 Ensayos de coloracin a la llamai. Calentar intensamente el hilo de platino o de nicrom destinado para el experimento, en la llama del mechero de Bunsen, de comprobarse la coloracin de la llama, seguir calentando introduciendo previamente el hilo de platino en solucin diluida de HCl, hasta que repetida esta operacin se constate la ausencia de coloracin en la llama.

ii. En estas condiciones, tomar con el hilo de platino humedecido con la solucin anterior, una pequesima cantidad de la sustancia a ensayarse. Anotar los resultados obtenidos tras haber expuesto a la parte baja de la llama o zona de menor temperatura

iii. Si se trata de una mezcla, para que los diferentes componentes de la muestra se volatilicen con distintos intervalos, en correspondencia con sus diferentes volatilidades interfiriendo lo menos posible su mutua identificacin, el experimento debe realizarse sometiendo primero la muestra en la zona de menor temperatura de la llama, luego pasado cierto tiempo se le hace pasar a la zona de mayor temperatura. En este experimento los diferentes cationes colorean la llama de diferentes colores.

Ensayo N 3 Ensayos con el soplete en el soporte de carbni. Practicar con un cortaplumas una pequea cavidad en la superficie del carbn vegetal que debe ser de grano fino y uniforme.

ii. Depositar en esta cavidad una porcin de la muestra finamente pulverizado y calentar con la llama continua del soplete. Anotar en cada caso los fenmenos observados (la muestra deflagra, decrepita, funde, desprende olores, etc.).iii. Depositar en el hoyo del soporte de carbn la muestra en anlisis mezclada con el doble de su volumen de carbonato de sodio y someter a la accin de la llama reductora del mechero de Bunsen.

iv. En este ltimo ensayo se pueden observar los siguientes fenmenos, formacin de aureolas, botn metlico, etc.

Ensayo N 4 Ensayos en la perla de Braxi. Obtener la perla de brax, calentando fuertemente en el extremo libre del hilo de platino tomando con ella polvo de brax luego sometindola a la flama del mechero de Bunsen. Esta operacin se repite hasta obtener una perla de las caractersticas ya mencionadas.ii. Para fines de investigacin de los elementos metlicos, se calienta la perla y se toma con ella una pequea cantidad de la muestra finamente pulverizada.iii. La perla con la sustancia adherida se calienta primero en la llama reductora inferior y se deja enfriar luego se observa su color. Ensayo N 5 Ensayos de la materia orgnica

En un tubo de ensayo limpio y seco calentar 0.2 g de muestra, la presencia de la materia orgnica no voltil se manifiesta por su carbonizacin acompaada de unos humos pardos y con olor a azcar quemada., anotar sus observaciones.

V. Cuestionario Describa la llama del mechero.

Describa el espectro electromagntico.

Definir:

Deflagracin

Decrepitacin

Sublimado

Prctica de laboratorio - 3Marcha sistemtica de cationesI. Objetivos Separar los cationes presentes en una muestra en grupos segn la marcha analtica del carbonato de sodio o del cido sulfhdrico. Observar los fenmenos que ocurren en esta marcha analtica e identificar las caractersticas de cada grupo de cationes.

II. FundamentoLa presente Marcha Analtica, como todas las sistemticas para anlisis inorgnico, se basa en solubilizar y separar aniones de cationes, precipitando estas con disoluciones de carbonato sdico cido sulfhdrico y quedando en disolucin las sales correspondientes fcilmente solubles en cidos, y que slo puede aplicarse aquellos problemas lquidos exentos de materia orgnica fija y voltil, con excepcin del acetato y oxalato, ya que esta puede perturbar la correcta separacin en grupos por formacin de complejos que inhiben ciertas precipitaciones marchas analticas.III. Materiales y reactivosMateriales: Erlenmeyer

Beaker

Embudo

Luna de reloj

Mechero de Bunsen

Malla de asbesto

Trpode Bagueta

Papel de filtro

Tubo de ensayo

Reactivos: Agua destilada Carbonato de sodio, Na2CO3 cido ntrico HNO3 cido clorhdrico, HCl

Sulfato de amonio, (NH4)2SO4 Nitrato de amonio, NH4NO3 Cloruro de amonio, NH4Cl

Hidrxido de amonio, NH4OH

Sulfuro de amonio, (NH4)2S

cido sulfhdrico, H2S

Carbonato de amonio, (NH4)2CO3IV. Procedimiento experimental Ensayo N 1 Iniciacin del anlisisSe toman unos 5 mL de muestra, bien homogenizado por agitacin, si contiene precipitado. Se sabe que la muestra no contiene materia orgnica, o que esta ya ha sido eliminada. Observar y anotar:

Aspecto, se anota si se trata de un lquido limpio y/o transparente, o turbio, o con precipitados diversos y en este caso el carcter del precipitado (coposo, pulverulento, denso, cristalino, etc.). El hecho de que la muestra contenga precipitado, no es conveniente, para seguir la marcha analtica del Na2CO3. Color, puede constituir un dato muy orientador, en lquidos coloreados, respecto a los iones responsables del color. Igualmente el color del precipitado, si la muestra lo contiene, puede sugerir su origen.

Olor, ciertos cidos y bases contienen olor caracterstico, suficiente para identificarlos (amoniaco, cido actico, cido cianhdrico, cido sulfhdrico, sales hidrolizables y/o halgenos).

Reaccin, con papel indicador de tipo Universal o hacer lo siguiente:Reaccin cida, se somete a la accin del carbonato sdico con independencia de que se encuentre o no precipitado. Anotar sus observaciones.Reaccin neutra o alcalina, se agita bien la muestra y se pone 1 mL del mismo en un tubo de ensayo y se aade HNO3 2M, hasta reaccin francamente cida y se hierve unos minutos. Anotes cualquier evolucin de gases o aparicin o desaparicin de precipitados.

Ensayo N 2 Marcha sistemtica del carbonato de sodioi. A unos 5 mL de lquido problema, bien homogenizado por agitacin, dispuestos en un vaso de precipitado, se aade poco a poco, disolucin de carbonato sdico 0,5 M hasta que quede reaccin alcalina despus de agitar. Si se produce una fuerte efervescencia y despus de aadir 1 mL de Na2CO3 la reaccin continua muy cida, se debe adicionar un poco de sal slida, hasta que el problema este prximo a la neutralidad. Se contina ahora aadiendo el reactivo lquido hasta reaccin franca alcalina que permanece despus de agitar. Se aaden ahora 3 mL ms de carbonato sdico y se hierve por espacio de 10 minutos, reponiendo el volumen perdido por evaporacin con solucin de carbonato sdico. Observar y anotar los cambios de color en el lquido y en los precipitados. Si se desprende amoniaco, se debe continuar la ebullicin hasta total eliminacin del amoniaco y destruccin del catin amonio. Diluir con 1 mL de agua. Filtrar y lavar 2 veces con agua caliente. Anotar la cantidad de precipitado para tener una idea de la concentracin del problema. PRECIPITADO, despus de lavado se deja lo ms seco posible, extrayendo cuidadosamente las ltimas porciones de lquido por absorcin con una tira de papel de filtro. Se deja secar al bao mara, unos minutos. Se opera con l como se indica en el segundo grupo de cationes. FILTRADO, se rotula el Primer Grupo y en ella se reconocen los iones de este grupo en porciones independientes.ii. EL PRECIPITADO obtenido con carbonato sdico, privado de la mayor parte de agua, se trata con 20 gotas de HNO3(c), o ms segn sea la cantidad de precipitado, y se calienta a ebullicin a llama directa con cuidado para evitar proyecciones, prosiguiendo la ebullicin hasta reducir el volumen a casi sequedad. Se diluye con 20 mL de agua ms un poco de nitrato amnico slido, gotas de cido ntrico 2 M y se deja al bao mara 5 minutos. Se filtra, el FILTRADO claro se etiqueta para la separacin de los grupos tercero y siguientes. El PRECIPITADO, se lava bien con agua caliente dos veces, con 1 mL cada vez, a la que se han aadido gotas de nitrato de amonio 1 M, poniendo en contacto todo el precipitado con el agua de locin. El primer mL de lavado se incorpora a la solucin para el Segundo Grupo.iii. AL FILTRADO del procedimiento anterior aadir gotas de HCl, 2 M hasta precipitacin completa y se agita. Se calienta suavemente para favorecer la coagulacin de los cloruros; se deja enfriar para que precipite el PbCl2; y se filtra. El FILTRADO se pasa a un tubo etiquetado para el anlisis del Cuarto Grupo y siguientes. El PRECIPITADO puede ser blanco cuajoso, que puede tomar un tinte violceo por exposicin prolongada a la luz, de AgCl; blanco cristalino, en forma de agujas, de PbCl2, y denso pulverulento de Hg2Cl2. Se lava dos veces con medio mL de agua fra cada vez, en el que se analiza el Tercer Grupo.iv. EL FILTRADO procedente de separar el grupo anterior, aadir 10 gotas de disolucin saturada de (NH4)2SO4. Calentar a ebullicin a fuego directo y dejar luego al bao de agua durante 5 minutos por lo menos. El bario precipita enseguida; el estroncio y el plomo tardan en precipitar; el calcio puede no hacerlo (PRECIPITADO Cuarto Grupo). Filtrar y guardar el FILTRADO para el Quinto Grupo.v. AL FILTRADO del procedimiento anterior se aade, primero, alrededor de medio gramo de NH4NO3 slido y luego, poco a poco y agitando, disolucin concentrada de amoniaco hasta que el lquido tenga su olor, despus de agitar, ms un exceso de 50 gotas. Calentar a bao de agua no ms de 2 minutos. Una calefaccin excesiva, o de mucha duracin, puede eliminar el exceso de amoniaco necesario para la formacin de complejos. Filtrar, no conviene aadir gran exceso de amoniaco por la posibilidad de que algo de cromo forme complejos amoniacales de color malva, o de que peptice parte del hidrxido de aluminio. Guardar el FILTRADO en un tubo etiquetado sexto Grupo. El precipitado es el Quinto Grupo.Ensayo N 3 Separacin sistemtica del H2S de cationesi. A la solucin problema obtenida del ataque qumico y/o disolucin o el filtrado proveniente de la disgregacin, agregar HCl (1:4). Si se produce precipitado seguir agregando HCl diluido hasta que no se note mas precipitado. Filtrar.ii. RESIDUO 1: EI residuo si es blanco se trata indudablemente de cationes del Primer grupo. Guardar este residuo en el mismo papel de filtro para su posterior anlisis.iii. FILTRADO 1: El filtrado evaporar casi a sequedad y despus agregar 2,5 mL de HCl (1:1), diluir a 50 mL, saturar con H2S. Filtrar. iv. RESIDUO 2: Este residuo si es coloreado indica presencia de cationes de segundo grupo. Guardar este residuo para su posterior anlisis. IIA IIBv. FILTRADO 2: Hervir hasta total eliminacin del H2S. Agregar 1-3 mL de cido HNO3 concentrado evaporar a sequedad; humedecer con un poco ms de HNO3 y calentar suavemente, as se eliminan los cidos orgnicos. S hay boratos y fluoruros evaporar el residuo varias veces con HCl concentrado. Agregar al residuo aproximadamente 15 mL de HCl, 5 N y filtrar separando cualquier residuo de sIice. Investigar fosfatos en un ml de solucin. Agregar 5 mL de molibdato de amonio y gotas de HNO3 concentrado y calentar a 40 C, un precipitado amarillo indica presencia de fosfatos, De no haber fosfatos, agregar 1 - 2 g de NH4Cl, calentar a ebullicin y agregar a la solucin hirviente un ligero exceso de solucin NH4OH (olor persistente a amoniaco). Filtrar.vi. RESIDUO 3: El residuo indica presencia de cationes del tercer grupo, guardar este residuo para su posterior anlisis. IIIAvii. FILTRADO 3: Al filtrado agregar algo mas de NH4OH, calentar y pasar H2S durante un minuto, o en su defecto agregar solucin de (NH4)2S a la solucin y calentar hasta que no se forme mas precipitado. Filtrar.viii. RESIDUO 4: Indica presencia de cationes del grupo III. Guardar este residuo para su posterior anlisis. IIIBix. FILTRADO 4: Acidificar con cido actico y concentrar en una cpsula hasta 10 mL. Agregar una pequea cantidad de solucin de NH4CI y NH4OH ms 15 mL de solucin (NH4)2CO3, calentar. Filtrar.x. RESIDUO 5: Indica presencia de cationes del cuarto grupo. Guardar para su posterior anlisis. IVxi. FILTRADO 5: Dividir en dos porciones desiguales. La porcin menor evaporar a sequedad, si queda residuo indica presencia de cationes del quinto grupo. VV. Cuestionario1. Cuales son las diferencias entre la separacin sistemtica en grupos con H2S y con Na2CO32. Cuales son los cationes en cada uno de los grupos en las dos marchas analticas.3. Cuales son los reactivos de grupo en cada una de las marchas analticas.

Prctica de laboratorio - 4Anlisis de cationesde los grupos I, II Y III

I. Objetivos Determinar la presencia de los cationes mediante separaciones y reacciones de identificacin.

Realizar las reacciones especficas y/o selectivas de reconocimiento.

II. Fundamento TericoPueden encontrarse en estos grupos:

a. De una manera prcticamente total: Cr (VI) como cromato amarillo. Mo (VI) como molibdato (incoloro aun que en ocasiones puede reducirse dando el anin MoO3-, pardo e inestable). W (VI) como wolframato (incoloro). U (VI) formando complejo con el carbonato de color amarillo dbil, inapreciable en pequeas concentraciones. V (V) como vanadato (incoloro; o amarillo si forma polivanadatos, que torna incoloro al hervir; a veces se reduce a VO2+ azul, o a V2O5H-, pardo rojizo, ambos poco estables). As(V) y As(III) como arseniato y arsenito (incoloros). Se y Te como seleniatos, selenitos, teluratos o teluritos, incoloros.

b. En presencia de aniones inorgnicos formadores de complejos estables con ciertos elementos catinicos, aniones no destruidos en la presencia del problema (abundancia de Cl-, Br-, I-, SCN-), pueden pasar totalmente a este grupo I: Hg (II) en forma de complejos con haluros o con tiocianato (incoloros): Au (III) y Pt (IV) como complejos del Cl- o del Br-, de color que vara del amarillo claro al amarillo oscuro.

c. Cuando existe abundancia de F-, algunos cationes precipitan parcialmente, o no lo hacen, con carbonato sdico. Entre ellos Al (III), Be (II), Sn (IV), Sb (V) y Zr (IV) pueden encontrarse totalmente en este grupo, si es que no se ha eliminado antes el anin fluoruro.

d. Parcialmente, en pequea cantidad y en ausencia de cationes acomplejantes, pueden pasar a este grupo I: Cu2+, Pb2+, Al3+, Be2+, Sn (II y IV), Sb (II y V), Th (IV) y Mg2+, principalmente.

Conviene observar el color de la disolucin de carbonato sdico, ya que es muy orientativo acerca de la existencia de iones coloreados. Si el colore es: AMARILLO indica la presencia de cromato; concentracin grande de U (VI) o de ferrocianuro tambin dan color amarillo, aunque en pequeas cantidades, este color es apenas perceptible. El anin ferrocianuro origina color amarillo fuerte, que llega a ser amarillo rojizo cuando la concentracin es grande. AuCl4- y PtCl62-, dan color amarillo y amarillo naranja, respectivamente. PARDO algunas especies de vanadio y de molibdeno con grados de valencia inferiores al cinco y al seis, respectivamente, suelen dar colores pardos inestables. AZUL, azul claro inestable, que pasa a incoloro, indica VO2+. Tambin pueden originar color azul algunos compuestos de molibdeno, que espontneamente, se decoloran. Un color azulado claro, persistente, puede ser debido a pequeas cantidades de Cu (II) o de Ni (II) que han pasado a la disolucin, en general, por no haber operado debidamente.

Ensayos para determinar iones presentes

a. Ensayos con HCl y con ferrocianuro de potasio, a 5 gotas del grupo primero se le aaden gotas de HCl(c) hasta franca acidez y ms cuatro gotas de ferrocianuro de potasio. Calentar suavemente, anote sus observaciones; pueden ocurrir fenmenos debidos, por una parte al aumento de acidez y de otra a la accin del anin ferrocianuro. La presencia de V (V), Mo (VI), W (VI) y U (VI) origina precipitados o coloraciones fuertes. Tambin transforma el cromato amarillo en dicromato amarillo-naranja, el vanadato incoloro en polivanato rojo-naranja; otros cambios de color pueden ser debidos a reacciones entre aniones oxidantes y reductores. Enturbiamiento amarillo por precipitacin de WO3. Aadir un poco de NH4Cl slido: V (VI) color amarillo, amarillo verdoso y luego precipitado coposo verde. Mo (VI) color pardo rojizo. W (VI) color amarillo dorado con precipitacin pardo rojizo claro. U (VI) color o precipitado pardo rojizo oscuro. Cu (II) si hay algo de Cu coloracin parda oscura.

b. Ensayo con cloruro de estao (II), se toma cuatro gotas del grupo I, y se aade dos de SnCL2 0,25 M, observar los fenmenos que ocurren en fro y luego calentar, precipitado negro o gris negruzco indica presencia de Hg (II), oro o teluro, precipitado rojo puede pasar a gris, presencia de selenio, paso de amarillo a verde, presencia de Cr (VI).III. Parte experimentalEnsayo N 1 Ensayos de reconocimiento de los cationes del grupo primeroVanadio (V), Vanadatoa. Un mL del G-1 en un tubo de ensayo, aadir cido actico 2 M hasta acidez. Adicionar dos gotas del reactivo (disolucin saturada de oxina en cido actico 2 M) y un mL de cloroformo. Tapar el tubo y agitar fuertemente. Dejar separar las dos capas. Observar la coloracin del cloroformo.b. Un mL del G-1 aadir dos gotas del reactivo (solucin de cuprn al 5 % en etanol) y luego gotas del HCl 2 M hasta franca acidez. Precipitado amarillo o amarillo parduzco, si la cantidad de vanadio es grande.c. A un mL de la solucin problema, aadir otras cuatro de HCl concentrado. Si hay vanadio aparecer ahora un color amarillo o amarillo naranja. Hervir hasta reducir el volumen a la mitad. Si hay mucho vanadio aparecer un color azul verdoso de VO+. Enfriar y aadir una sola gota de FeCl3 medio normal, dos de fosfato disdico normal, dos de dimetilglioxima y amoniaco hasta alcalinidad. Aparicin de un color rojo cereza indica la presencia de vanadio.Cromo (VI), Cromatoa. A un mL de la solucin G-1, aadir HCl 2 M hasta acidez, mas tres gotas en exceso y, despus gota a gota H2O2 al 3 %. Se origina un color azul verdoso que desaparece al agitar. Calentar a ebullicin y, si a caso, aadir ms H2O2 hasta que el lquido quede verde. Aadir ahora cuatro gotas, o ms de solucin acuosa al 5 % de EDTA-Na2, calentar a bao mara. Color violeta que se intensifica con el tiempo.b. En un tubo de ensayo se disponen de dos gotas de solucin del G-1, aadir otras dos gotas de reactivo (solucin acuosa saturada de cido cromotrpico: cido 1-8-dihidrxinaftalen-3-6-disulfnico) y otras de cido fosfrico concentrado. Color rojo parduzco en presencia de Cr (VI).c. A tres gotas del G-1, aadir HCl 2 M hasta acidez, tres gotas de KCNS 1 M y dos de SnCl2 0,25 M (en HCl). Color rojo intenso que aparece de modo inmediato.Volframio (VI), Volframatoa. A cinco gotas del G-1, en un tubo de ensayo se aade HClc hasta acidez ms dos gotas en exceso. Sumergir una barrita de aluminio; el ataque del aluminio es muy lento al principio; cuando empiezan a desprenderse burbujas de hidrgeno, si hay W (VI) aparece una coloracin azul en el torno de la barra de aluminio, cuando aumenta el desprendimiento de hidrgeno, el color azul se hace ms oscuro hasta llegar a un negro azulado, si la concentracin de W (VI) es suficiente, se forma un precipitado azul oscuro. El color gris oscuro es reaccin no positiva ya que lo produce la barra de aluminio.b. A tres gotas del G-1, en un tubo de ensayo, se aaden dos de oxina (solucin alcohlica, etanol al 5 %, o bien disolucin saturada de oxina en cido actico 2 M) y gotas de HClc hasta acidez ms una de exceso. Color o precipitado pardo rojizo, segn la cantidad de volframio presente.Arsnico (V), Arseniatoa. A cinco gotas del G-1, se aade HNO3 2M hasta neutralizad, hirviendo hasta desalojar el CO2 (destruccin del exceso de carbonato). Separar cualquier formacin de precipitados (WO3, hidrxidos anfteros). Aadir tres gotas de amoniaco concentrado al lquido claro y cinco de mixtura magnesiana. Agitar fuerte y frotar con una varilla. Aparicin de un precipitado blanco indica la presencia de arseniato o de fosfato. En general, este precipitado es cristalino, aunque puede presentar una primera fase amorfa.b. Filtrar el resto de la suspensin en (1), aadir al precipitado blanco gotas de AgNO3 0,1 M. El color blanco cambia a pardo rojizo.Arsnico (III), Arsenitoa. Al lquido procedente de la separacin del arseniato se aaden cuatro gotas de perxido de hidrgeno al 3 % y otras cuatro de mixtura magnesiana. Hervir y frotar con una varilla. Aparicin de un precipitado blanco indica la existencia de un arsenito oxidado a arseniato. Este precipitado debe confirmarse como en el ensayo anterior.b. Alrededor de medio mL de la solucin, en un tubo de ensayo se aaden dos mL de NaOH 2 M y una barrita de aluminio, calentar colocando una tira de papel de filtro humedecido con solucin de AgNO3 0,1M, una mancha negra indica presencia de arsenito.Potasioa. Seis gotas de G-1, en un tubo de ensayo, se acidula con cido actico, agitando para que se desprenda CO2 comprobar que la disolucin queda dbilmente cida. Disolver en otro tubo un poco de cobaltinitrito sdico en unas gotas de agua destilada. Aadir esta solucin sobre la primera. Agitar un precipitado amarillo indica presencia de potasio.b. Al precipitado formado en el ensayo anterior, tomarlo en un hilo de platino y llevarlo a la llama. Color rojo persistente, es caracterstico.Selenioa. Se acidulan con HCld cuatro gotas de solucin del G-1 y se aaden cuatro de KI 0,5 M. Precipitado rojo, si se calienta gris o negro de selenio elemental.Teluro (IV y VI), Telurito o Teluratoa. Se acidulan con HCl cuatro gotas de solucin del G-1 y se aaden cuatro de KI 0,5 M. Separar cualquier precipitado que aparezca. Aadir a la solucin unos cristales de sulfato sdico, calentar. Precipitado negro o coloracin parda oscura es positiva.Cationes que circunstancialmente pueden encontrarse en el grupo primeroMercurio (II)a. En un tubo de ensayo se disponen tres gotas de solucin de SnCl2 0,25 M en glicerina (o HCl) y luego encima otras de NaOH 2 M hasta franca reaccin alcalina despus de agitar (formacin de estannito); comprobar que la reaccin es alcalina. Se aaden ahora dos gotas de la solucin del G-1. Precipitado negro inmediato indica mercurio.b. A tres gotas de solucin del G-1 se aaden seis de KI 2 M, formar HgI2 rojo, que puede ser inapreciable por formar con exceso de KI el complejo HgI42-, aadir HCl 2 M hasta acidez y SnCl2 0,25 M en glicerina, se formaran precipitados de otros cationes. Al lquido claro adicionar estannito preparado como en el ensayo anterior, se formar precipitado negro que confirma el mercrico.c. Se dispone en un papel de filtro un poco de pasta de CuI y encima una gota de la solucin del G-1. Si hay mercurio aparecer inmediatamente un color que puede ser amarillo rojizo, o rojo naranja, segn la cantidad de mercurio existente.Oro (III)a. A cinco gotas del G-1 se aaden dos del reactivo (p-tetradiamino - difenilmetano) y HCl 2 M, poco a poco, hasta acidez, color azul indica reaccin positiva.b. A cinco gotas del G-1 se aaden dos del H2O2 al 3 %. Enturbiamiento de color pardo al violceo indica reaccin positiva.Platino (IV)a. Poner en un tubo de ensayo dos gotas del G-1, otras dos de HCl(c) y otra del reactivo (solucin al 0,02 % de cido rubinico en cido actico glacial). Reaccin positiva con precipitacin rojo violceo que se intensifica con el tiempo.b. Se deposita una gota de solucin saturada en agua de nitrato de talio (I) sobre papel de filtro y se aade otra del G-1, previamente acidulado con HCl ms otras dos de solucin de talio (I). Se lava la macha con disolucin de amoniaco 2 M, y finalmente se aade una de SnCl2 0,25 M en solucin clorhdrica. Permanece una mancha de color amarillo al rojo naranja, segn la cantidad de platino presente.Tabla N 4.1 Esquema de los ensayos del grupo primero1. Vandio (V)2. Cromo(VI)3. Molibdeno(VI)

a. Precipitacin con oxina (ac. actico+sol. oxina en ac actico, 2 M) y un mL de cloroformo.

b. Precipitado amarillo con cuprn (sol. cuprn al 5 % en etanol) y gotas de HCl, 2 M.

c. Amarillo o amarillo naranja con HCl concentrado.a. Color azul con HCl 2 M y gotas de H2O2 al 3 %.

b. A la solucin anterior, color violeta con EDTA-Na2 al 5 %.

c. Color rojo parduzco con cido fosfrico concentrado.a. Color prpura con HCl 2 M y xantogenato (etil-xantogenato-potsico slido).

b. Color rojo con HCl 2 M y KSCN 1 M ms SnCl2 0,25 M en HCl.

2. Volframio(VI)3. y 6. Arsnico (III y V) 7. Potasio

a. Precipitado azul con HClc y Al.

b. Precipitado pardo con oxina(en c. Actico 2 M) y gotas de HCLc.a. Precipitacin con mixtura magnesiana previa acidulacin con HNO3 2 M, ms gotas de NH3, del As (V) e identificacin del As en el precipitado con SnCl2(s) o AgNO3 0,1 M.

b. Oxidacin con H2O2 del As (III) a As (V) y reconocimiento como en (a).

c. Formacin y reconocimiento de H3As por reduccin con Al en medio alcalino.a. Precipitado amarillo con cobaltinitrito sdico slido previa acidulacin con cido actico.

b. Color violeta a la llama del precipitado en (a).

8. Uranio (VI)9. Germanio (VI)10. Talio (I)

a. Precipitado pardo con oxina en medio alcalino en presencia de EDTA-Na2 al 5 % y amoniaco concentrado.

b. Precipitado pardo oscuro con ferrocianuro potsico en medio cido HCl 2 M.a. Color azul con quinalizarina en medio cido sulfrico concentrado.a. Precipitado amarillo con KI.

b. Color verde a la llama.

11. Litio12. Selenio13. Teluro

a. Precipitado Blanco con Na2HPO4 en medio alcalino alcohlico.

b. Color rojo a la llama.a. Precipitado rojo en medio cido, HCl con KIa. Reduccin a Te negro con el Na2S2O3 del complejo yodurado (HCl + KI 0,5M a la muestra).

14. Mercurio (II)15. Oro (III)16. Platino (IV)

a. Precipitado de Hg, negro, con SnCl2 0,25M + NaOH 2 M.

b. Color salmn con CuI.a. Color azul con la base de Arnold p-tetradiamino-difenilmetano), previo acidulado con HCl 2 M.

b. Color verde azulado con H2O2 al 3 %.a. Precipitado de color rojo violceo con el cido rubenico, previa acidulacin con HClc.

b. Color amarillo rojizo con SnCl2 0,25M.

Identificacin de cationes del grupo IIEsquema del segundo grupoTratar el precipitado obtenido

con Na2CO3 con HNO3(c).

Hervir, evaporar hasta

casi sequedad, diluir,

calentar, y filtrar.

Redisuo: Sb2O3, Sb2O5, H2SnO3, H2TiO3,

Filtrado: Grupos siguientes

Nb2O5, Ta2O5, Au, Pt. ImpurezasResiduo

Insoluble. Lavar y disolver en HCl + H2O2En porciones independientes de la solucin

Identificar los cationes.

En el insoluble que

contiene tambin Nb2O5 y Ta2O5 operar como se indica en 6

Cuando el precipitado obtenido con el carbonato sdico, una vez seco, como se dice en tratamiento de separacin por grupo, se trata con cido ntrico concentrado (d = 1,42; 69,8 % en peso) y se calienta a ebullicin hasta llegar casi a sequedad, los precipitados correspondientes al antimonio, estao, titanio, niobio y tntalo se transforman en compuestos insolubles; oro y platino elementales quedan inalterados y el resto del precipitado se disuelve formando nitratos correspondientes.

Ensayos de reconocimiento de los cationes del segundo grupoAntimonioa. A cinco gotas de la solucin clorhdrica, se aaden otras de NaOH 2 M hasta neutralidad, aadir EDTA-Na2 en solucin acuosa al 5 %, se adiciona alrededor de medio gramo de tiosulfato sdico slido y se calienta a ebullicin. Un precipitado amarillo rojizo al rojo naranja, segn la concentracin de antimonio, confirma este catin.

b. A cuatro gotas de disolucin clorhdrica se aaden unos cristalitos de sulfito sdico para reducir Sb (V) a Sb (III) y se hierve para destruir todo el exceso de sulfito. Se aade ahora una gota de disolucin de sulfato de cerio (IV) 0,1M en H2SO4 1 M y despus gotas de solucin acuosa de clorhidrato de hidroxilamina hasta desaparicin de color amarillo (destruccin del exceso de Ce (IV). Aadir enseguida una gota de Rodamina B (solucin 0,05 g del producto en 100 mL de HCl 2 M que contiene un 15 % de KCl). Precipitado muy fino de color violeta, indica antimonio.

Estaoa. Se dispone de cinco gotas de la solucin clorhdrica, tres de HCl(c) y se aade un trocito de zinc puro (excento de estao), (ensayo en blanco!). Agitar la mezcla en un tubo de ensayo con agua hasta la mitad e introducir en un mechero de buen tiro la parte del tubo que ha estado sumergida en la mezcla reaccionante. En presencia de estao la superficie externa del tubo se cubre de un manto de luminiscencia azul.

b. A cinco gotas de solucin en un tubo de ensayo, aadir un poco de hierro en polvo o un alambre de hierro (en polvo reacciona mejor). Calentar para que se inicie la reaccin y dejar unos minutos desprendiendo hidrgeno. Hervir si hay antimonio, oro o platino y persistir el tratamiento hasta que precipiten por completo al estado elemental (precipitados negros). Filtrar y el lquido claro hervir de nuevo y aadir dos gotas de cloruro mercrico 0,25 M. Aparece un precipitado blanco, gris o negro, segn la cantidad de Sn2+ presente.

Titanioa. A tres gotas de solucin clorhdrica, en un tubo de ensayo, se aaden dos de H2O2, se formar color amarillo o rojo naranja.

b. Se dispone sobre un papel de filtro una gota de solucin para este grupo y encima otra de reactivo (solucin acuosa reciente al 5 % de la sal sdica del cido cromotrpico). Color pardo violceo claro en presencia de Ti (IV), color que se acenta con el tiempo.

ORO

a. A medio mL de la solucin se aade tres gotas de reactivo de Arnold y carbonato sdico poco a poco. Color azul.b. A cinco gotas de la disolucin se aade carbonato sdico 1 M hasta alcalinidad. No importa que aparezca un precipitado blanco. Adicionar cuatro gotas de H2O2 al 30 % color pardo a violceo (pardo por reflexin y verde azulado por refraccin). Este ensayo en menos sensible que en a.Platinoa. Colocar en un tubo de ensayo, dos gotas de solucin y otras dos de cido rubinico (solucin al 0,02 % en cido actico glacial). Dejar estar, precipitado rojo que se intensifica con el tiempo.b. A tres gotas de la solucin aadir otras tres de KI 0,5 M.Niobio, tantalio y residuo insolubleLa naturaleza del residuo insoluble en este segundo grupo, puede ser muy variada, casi siempre queda reducida a haluros de plata o a sulfatos de plomo o de alcalinotrreos, adems del trixido de volframio hidratado, amarillo, que haya podido ser arrastrado hasta aqu. Ya se ha dicho que los xidos de Nb y Ta queden junto con el residuo insoluble, como tambin pueden permanecer xidos muy insolubles (calcinados) como Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, etc. A efectos de confirmacin de los respectivos cationes se pueden verificar los siguientes ensayos:a. Se lava bien el residuo con agua destilada y se trata con seis gotas de NH3 acuoso (1:1). Se disolveran WO3, AgCl y AgBr (parcialmente). Filtrar y guardar el residuo 1.b. A la solucin amoniacal se aaden gotas de KI 0,5 M. Precipitado amarillo claro, confirma la existencia de plata. Filtrar. Acidular con HCl el filtrado (comprobar que queda cido) y aadir un cristal de SnCl2. Calentar. Color o precipitado azul, indica volframio (VI).c. Al residuo 1, se aaden gotas de KCN M. Filtrar. Si existe AgI se disolver ahora junto con la parte de AgBr no disuelta en el amoniaco. Aadir al lquido claro gotas de Na2S, de preparacin reciente. Precipitado negro, de Ag2S, confirma el catin Ag+.Si queda residuo en 3 puede tratarse de sulfatos de plomo, estroncio o bario. Se lava bien el precipitado y para la identificacin de los cationes se sigue el proceso consignado en el grupo cuarto de esta marcha analtica.d. Tratar el residuo que permanece en 4 con un mL de cido fosfrico concentrado, calentando unos minutos a bao mara. En solucin fosfrica se identifica el niobio y tntalo como sigue:Niobioa. A seis gotas de la solucin fosfrica aadir un trocito de cinc metlico, unas gotas de HCl(c) y calentar. Color negro o azul oscuro en presencia de niobio.b. A cuatro gotas de dicha solucin aadir unos cristales de tiocianato potsico y un poco de cinc en polvo o en granalla fina y unas gotas de HCl(c). Color o precipitado amarillo oscuro.Tntalioa. A gotas de la solucin fosfrica se aade una pizca de rodamina B slida. Se obtiene un color violceo oscuro y un precipitado violceo, casi negro. Se aaden gotas de HCl 2 M y el color de la solucin se hace ms claro, persistiendo un precipitado coposo de color violeta oscuro. Un ensayo paralelo en blanco con agua, HCl y rodamina B origina un color prpura claro, pero no el precipitado que se obtiene cuando existe tntalo. Nb (V) y Ti (IV) no interfieren.b. A cinco gotas de la solucin se aaden un volumen igual de una solucin acuosa saturada azul de metileno. Se obtiene un precipitado muy abundante de color azul o azul violceo, que persiste al adicionar HCl 2 M. Nb y Ti no interfieren.Otros compuestos del Residuo insolubleAdems de los citados el residuo insoluble puede contener otros productos que no son suficientemente atacados por el carbonato sdico en el grupo primero, o por el HNO3(c) en el grupo segundo y que tampoco se disuelven en la mezcla de HCl (1:1) ms H2O2 al 3 %. Para su reconocimiento, en ensayos para slidos.

Tabla N 4.2 Esquema de los ensayos del segundo grupo1ra.Porcin Antimonio2da.Porcin Estao3ra Porcin Titanio4ta.Porcin Oro5ta.Porcin Platino6ta.Residuo Insoluble

a. Con Na2S2O3 precipitado rojo.

b. Con rodamina B, precipitado o color violeta.a. A la llama del mechero luminiscencia azul.

b. Con HgCl2 previa reduccin con hierro metlico, precipitado blanco, gris o negroa. Con H2O2 color amarillo naranja.

b. Con cido cromotrpico color rojo pardo.a. Con H2O2 en medio alcalino precipitado violeta.

b. Con base de Arnold, color azul.a. Con cido rubinico precipitado pardo rojizo.

b. Con KI color rojo intenso.Proceder como se indica en 6.

Identificacin de cationes del grupo III (o de los cloruros)El residuo que contiene el G-3 de la presente marcha analtica, puede ser blanco, que puede tomar un tinte violceo por exposicin prolongada a la luz, de AgCl; blanco cristalino, en forma de agujas, de PbCl2, y denso pulverulento de Hg2Cl2.

Esquema del grupo terceroA la disolucin ntrica

se aade HCl 2M hasta

precipitacin total.

RESIDUO: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2

FILTRADO:Los cationes de los

Blancos. Tratar por agua caliente.

grupos restantes

Residuo: AgCl, Hg2Cl2

Filtrado: PbCl2. Se identifica

Tratar con NH3

Pb2+ con K2CrO4Residuo: Hg + Hg(NH2)Cl

Filtrado: Ag(NH3)2+Negro.

Aadir KI. Precipitado blanco

Amarillo de AgI.

Se lava dos veces con medio mL de agua fra cada vez a la que se a aadido una gota de HCl diluido (efecto de in comn).

Ensayos de reconocimiento de los cationes del tercer grupoPlomoa. Se trata el precipitado con un mL de agua hirviente, filtrando an este caliente. Se pasa el filtrado a un tubo y se aaden dos gotas de cromato potsico 0,5 M. precipitado amarillo indica plomo en cantidad abundante.Mercurio (I)a. Al residuo procedente de separar el plomo se aade un mL de NH3 2 M, poniendo en contacto el precipitado con el reactivo. Se filtra. Un precipitado negro intenso inmediato indica mercurioso, reaccin suficientemente sensible y especfica en este grupo, por lo que no necesita ms comprobacin.Plataa. El lquido claro anterior, se disuelve en dos partes. A una parte se aaden dos gotas de KI 0,5 N. precipitado blanco ligeramente amarillo, indica plata. (Aunque el AgI es amarillo, en presencia de amoniaco tiene color ms bien blanco). A la otra, se adiciona HCl 2 M hasta acidez. Precipita nuevamente AgCl.

IV. Cuestionario1. Defina Los siguientes trminos:

Sensibilidad

Selectividad

Reactivo de grupo

Indicador

2. Explique los tipos de reacciones utilizados en Qumica Analtica.

Prctica de laboratorio - 5Anlisis de cationes de los grupos IV, V y VIIdentificacin de los cationes del grupo IVEsquema del cuarto grupoCationes (Ca2+), Sr2+, Ba2+, Pb2+(incoloros)

Problema+(NH4)2SO4, calentar

Filtrar

Residuo: BaSO4, SrSO4

Filtrado: Grupos

PbSO4, (CaSO4), blancos

siguientes

Se trata con agua fra. Filtrar

Residuo: BaSO4,SrSO4, PbSO4.

Filtrado: Ca2+ con oxalato

Se trata con EDTA-Na2. Filtrar

de amonio, precipitado blanco.

Residuo: BaSO4, SrSO4,

Filtrado: PbY-2Se trata con EDTA-Na2a. Con Na2S en medio amoniacal, precipitado negro

a pH 5.6. Filtrarb. Con cido sulfrico, precipitado blanco

Residuo: BaSO4, disolver en NH3

Filtrado: SrY2-, identificar con:

Ms EDTA-Na2 e identificar:

H2SO4 con CdSO4, precipitado

a. Con HCl precipitado blanco

blanco en ambos casos.

b. Con CaCl2 ms K2CrO4

precipitado amarillo

Ensayos de reconocimiento de los cationes del Grupo IVCalcioa. Lavar el precipitado original de este grupo con 0.5 mL de agua a la que se aaden dos gotas de sulfato amnico. Filtrar, descargar el filtrado, alcalinizar este con gotas de amoniaco, aadir cinco gotas de disolucin saturada de oxalato amnico y calentar. Precipitado blanco de oxalato clcico. La disolucin del CdSO4 en agua es lenta, cuando ha precipitado mucho CaSO4, es necesario reiterar la extraccin con agua fra.

b. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de carbonato de amonio, se formar precipitado blanco amorfo. Probar su solubilidad en cidos.

c. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de cido sulfrico concentrado, se formar un precipitado blanco. Probar su solubilidad en agua, cidos y sulfato de amonio.

d. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de reactivo, se obtendr un precipitado blanco.

PlomoTratar el residuo (que debe tener reaccin neutra, eliminando toda acidez por reiterados lavados con agua), con un mL de solucin de EDTA-Na2, al 5 %. Calentar suavemente un poco. Filtrar. Extraer el filtrado y dividir en dos partes, a y b:

a. Aadir amoniaco hasta alcalinidad y dos gotas de sulfrico sdico al 30 %. Calentar, precipitado negro indica plomo. (Un ligero precipitado pardo puede ser debido a bismuto que, por haber lavado mal el precipitado, ha quedado retenido y llegado hasta aqu).

b. Aadir gotas de sulfrico diluido y calentar. Precipitado blanco pulverulento, denso, de sulfato de plomo. El posible bismuto no precipita ahora. (Un precipitado blanco, en agujas, que tarda en aparecer y en sedimentar, puede ser debido al cido del EDTA-Na2, H4Y. Generalmente ocurre esto, cuando se aade un exceso de cido).

c. A la solucin en anlisis agregar gotas de HCl diluido, se formar precipitado blanco. Probar su solubilidad en agua caliente y HCl concentrado y en solucin concentrada de cloruros de alcalinos.

d. A la solucin en anlisis agregar solucin de KI, se formar precipitado amarillo. Probar su solubilidad en fro y caliente, en exceso de reactivo.

EstroncioTratar el residuo con 10 gotas de EDTA-Na2 al 5 %, una gota de indicador mixto y gotas de NaOH 0,05 M hasta color verde, sin aadir una gota de exceso. Calentar cinco minutos al bao de agua. Si se pone violeta al calentar, es seal de que existe estroncio y hay que aadir ms hidrxido hasta justa recuperacin del color verde. Dividir el lquido claro en dos partes a y b:

a. Aadir H2SO4 M hasta color violeta rojizo y calentar. Precipitado blanco indica estroncio. Cuando hay pequea cantidad aparece turbidez que no se aprecia bien sobre el fondo violeta de la solucin. En este caso, filtrar para apreciar el precipitado formado. Si el PbSO4 no ha sido bien eliminado, la reaccin ser la misma.

b. Aadir cinco gotas de la solucin de CdSO4 saturado y calentar. Precipitado o turbidez blanca en presencia de estroncio. Si a pasado plomo, ahora este no precipita.

c. A la solucin en anlisis agregar gotas de solucin de cromato de potasio, obtendr precipitado amarillo. Probar su solubilidad en agua y cido actico.

BarioUn residuo ser de sulfato de bario, o bien de sulfato de estroncio no extrado anteriormente, o mezcla de ambos, si bien la cantidad de sulfato de estroncio ser siempre pequea, en saso de que quede algo. Se adiciona enseguida cuatro gotas de amoniaco concentrado y medio mL de EDTA-Na2 al 5 %. Se calienta al bao de agua hasta disolucin del precipitado, adicionando ms amoniaco y EDTA-Na2 si el precipitado es abundante y tarda en disolverse. Dividir la disolucin en dos partes a y b:

a. Se aade HCl diluido justo hasta acidez: No calentar. Precipitado blanco, sedoso, de sulfato de bario. Aqu es preferible acidular con clorhdrico en lugar de sulfrico, y no aadir exceso de cido ni calentar, con lo que se evita una posible precipitacin de sulfato de estroncio en el caso de que haya quedado algo del mismo sin disolver.

b. Se aaden cuatro gotas de cromato de potasio 0,25 M y varias de cloruro clcico 3 M. Precipitado amarillo de BaCrO4 confirma el catin.

c. A la solucin en anlisis aadir gotas de solucin carbonato de amonio, obtendr un precipitado blanco. Probar su solubilidad en cidos minerales.

Identificacin de los cationes del grupo quinto hidrxidosEste grupo coincide con el tambin llamado de los hidrxidos o sub-grupo 3 de la marcha analtica del H2S, con las nicas diferencias de la inclusin aqu del Bi3* y la no consideracin de uranio y vanadio, separados en el grupo primero.

Esquema del grupo quintoPrecipitar con disolucin concentrada deamoniaco en presencia de NH4+. Calentar y filtrar. Disolver en HCl 2M y precipitar. Filtrar

Residuo:hidrxidos de: Fe (pardo rojizo),

Filtrado: Grupo VICr (verde grisceo),

Bi, Be, Al, Ce (III) (lantnidos), Th, Zr y Ti (blancos). Se

disuelve en HCl y en proporciones independientes de esta

solucin se identifican los cationes.

Ensayos de reconocimiento de los cationes del quinto grupoHierroa. A dos gotas de la disolucin clorhdrica, se aade otra de ferrocianuro de potasio 0,25 M. Precipitado de color azul oscuro.

b. A dos gotas de la disolucin aadir tres de KSCN 0,5 M. Color rojo oscuro.

c. A la solucin en anlisis aadir gotas de NaOH, se formar un precipitado pardo rojizo gelatinoso.

Bismutoa. A dos gotas de muestra, aadir una de la solucin clorhdrica de disolucin de yoduro de potasio y cinconina.

b. A dos gotas de muestra aadir solucin de SnCl2, 0,25 M en glicerina y despus las necesarias de NaOH 2 M para disolver el precipitado blanco inicial de Sn(OH)2 (formacin de estannito). Aadir ahora una gota de la disolucin clorhdrica y agitar. Precipitado negro indica Bi3+.

c. A la solucin en anlisis agregar solucin de NaOH en exceso de reactivo se formar un precipitado blanco, por ebullicin se trona amarillo. Probar su solubilidad en cidos.

Cromoa. A cuatro gotas de la disolucin se aaden seis de la disolucin acuosa al 5 % de EDTA-Na2, un poco de NaF slido y se calienta al bao de agua, dejando estar. Color violeta se intensifica con el tiempo.

b. A cuatro gotas de la disolucin aadir otras de NaOH 2 M hasta reaccin alcalina, ms cuatro gotas de H2O2 al 3 %. Hervir. Filtrar. Si hay cromo, el lquido ser amarillo. Se comprueba el cromo aadiendo gotas de esta solucin amarilla sobre una mezcla de cinco gotas de cido sulfrico M, una gota de H2O2 al 3 % y diez de eter. Agitar. Color azul de la capa etrea.

c. A la solucin en anlisis, acidificar con cido mineral, aadir una gota de solucin saturada de bromo y gotas de KOH (la solucin debe ser bsica). Una vez mezclada agregar un cristal de fenol, luego gotas de difenilcarbazida y finalmente H2SO4 2 N hasta desaparicin del color rojo. Se obtendr coloracin azul violeta.

Separacin de aluminio y berilioA diez gotas de la solucin clorhdrica se aaden las necesarias de NaOH 2 M hasta reaccin alcalina, ms cuatro de exceso. Hervir suavemente. Filtrar. Trasvasar el filtrado claro para los ensayos de Al (III) y Be (II).

Aluminioa. A cinco gotas de la solucin en NaOH obtenida antes, aadir dos gotas de aluminn (disolucin acuosa del producto al 0.1 %); luego cido actico 2 M hasta reaccin dbilmente cida y, finalmente, amoniaco 2 M hasta neutralidad o reaccin alcalina dbil. Calentar al bao de agua. Precipitado coposo, rojo rosado.

b. A tres gotas de la solucin en NaOH aadir cido actico 2 M hasta diez ms dos gotas de morina (solucin en etanol al 0.02 %). Fluorescencia verde, o azul verdosa, que se intensifica si se observa a la luz ultravioleta.

c. A la solucin en anlisis aadir gota a gota solucin de NH4OH, se obtendr precipitado blanco gelatinoso. Probar su solubilidad en exceso de reactivo, en cidos y bases fuertes.

d. Empapar papel de filtro con solucin alcohlica saturada de alizarina y dejar secar. Colocar sobre el papel una gota de solucin cida en anlisis y exponer a vapores de amoniaco hasta aparicin de color violeta.

Berilioa. Sobre un tubo de ensayo que contiene medio mL del reactivo (solucin en etanol de quinalizarina al 0,05 %), al que se aaden, en el momento de su utilizacin y slo al volumen que va ha emplearse, las gotas de NaOH 2 M, necesarias para que se adquiera un color violeta, se aaden gotas de la disolucin alcalina obtenida en la separacin inicial, en presencia de berilio (II) el color violeta que tiene el reactivo en medio alcalino, vira a un azul, tanto ms oscuro cuanto mayor es la cantidad de berilio presente.

b. A dos gotas de la disolucin alcalina aadir otras dos del reactivo (disolucin en etanol al 0,02 %). Fluorescencia amarillo verdosa, ya visible a la luz del da y que se intensifica a la utravioleta.

Titanioa. A tres gotas de la solucin se aaden dos de H2O2 al 3 %. Color amarillo naranja.

b. Se dispone una gota de la disolucin sobre papel de filtro y encima se aade otra de cido cromotrpico (disolucin acuosa reciente al 5 %). Color pardo violceo que se acenta con el tiempo.

Zirconioa. Sobre papel de filtro se deposita una gota de reactivo (se disuelve 0,1 g de cido p-dimetilamino-4-azo-fenilarsnico en 100 mL de etanol que contiene 5 mL de HCl(c) dejando estar hasta que se seque. Sobre la macha roja aadir una gota de la disolucin del grupo quinto. Si hay zirconio, aparece un color marrn o pardo que se destaca sobre el del reactivo.

b. Sobre una placa de toque se disponen, dos de la solucin clorhdrica para este grupo y otras dos de agua. Aadir ahora una gota de reactivo (solucin acuosa al 1 % de alizarina). Color o precipitado rojo violceo que no desaparece por adicin de una gota de HCl(c), pero que se destruye, quedando la solucin amarilla, por adicin de fluoruro sdico.

Cerio (III), (Lntnidos) y Torio (IV)A tres gotas de la solucin clorhdrica de grupo V, se aaden tres de agua. Si aparece turbidez, lo que puede ocurrir cuando hay mucho bismuto (hidrlisis), se aaden gotas de HCl diluido hasta obtener un lquido claro.

Se adicionan cuatro gotas de disolucin saturada de cido oxlico y se calienta. Un precipitado blanco indica la existencia de cerio (o lantnidos) y torio. El zirconio puede precipitar primero, pero el precipitado se disuelve al aadir ms oxlico y calentar. Aunque, inicialmente el problema contuviese Ce (IV) la ebullicin continuada con cido se reduce a Ce (III), precipita Ce2(C2O4).nH2O, blanco.

Si la reaccin es negativa, no existen elementos del grupo de los lantnidos ni torio.

En caso positivo, tiene inters analtico el reconocimiento de cerio y del torio.

Cerio (III)a. Se filtra el precipitado de oxalatos; se desprecia el filtrado y se lava el precipitado una vez con agua calienta. Se aade sobre el precipitado medio mL de NaOH 8 M: hervir persistentemente: dejar enfriar y filtrar. Despreciar el filtrado y volver a tratar el precipitado con NaOH 8 M a ebullicin. De esta manera los oxalatos se han transformado en hidrxidos, los que, despus de lavados con agua caliente, se disuelven en gotas de HCl 2 M caliente. Sobre esta disolucin caliente se identifica el cerio como sigue:

b. A gotas de esta disolucin clorhdrica se aaden 3 de H2O2 de 3 % y otras de amoniaco 2 M hasta alcalinidad. Se calienta suavemente. Un precipitado coposo, pardo rojizo, obtenido con el perxido, de frmua CeO2.H2O2. H2O, que cambia al amarillo de Ce(OH)4, confirma el cerio.

Torio (IV)a. Sobre un papel de filtro se pone una gota de la solucin clorhdrica y encima otra del reactivo (arsenazo I:3-(o-arsenofenilazo)-4-5-dihidroxi-2-7-cido naftaleno-disulfnico), solucin acuosa al 0.01 %). Aparece una mancha de color violeta fuerte.

Tabla N 5.1 Esquema de los ensayos del grupo quinto1. Hierro (III)2. Bismuto3. Cromo (III)

a. Precipitado azul con K4Fe(CN)6.

b. Color rojo con KSCN.a. Precipitado rojo naranja con yodo cincnico.b. Reduccin a Bi (negro) con estannito.a. Con EDTA-Na2 color violeta.

b. Con NaOH y H2O2 color amarillo; ms HCl ms H2O2 color azul fugaz.

Previa separacin con NaOH

4. Aluminio5. Berilio6. Titanio

a. Laca rosada con aluminn.

b. Fluorescencia verde con morina en medio actico.a. Color azul con quinalizarina en medio alcalino.

b. Fluorescencia verde con morina en medio alcalino.a. Con H2O2 color amarillo rojizo.

b. Con cido cromotrpico, mancha pardo rojiza sobre papel de filtro.

Previa separacincon H2C2O4

7. Circonio8. Cerio (III)9. Torio

a. Mancha marrn o parda sobre papel de filtro con p-dimetilaminoazofenilarsnico en medio clorhdrico.

b. Laca violeta con alizarina S, en medio clorhdrico.a. Precipitado amarillo de Ce(OH)4, por oxidacin con H2O2 en medio alcalino.a. Color violeta con arsenazo.

Identificacin de los cationes del sexto grupoCationes : Cu(NH3)42+,azul intenso; Ni(NH3)42+, azul ms claro; Co(NH3)62+,amarillo rojizo; Zn(NH3)42+, Cd(NH3)42+, Pd(NH3)42+, Mn2+, Ca2+ y Mg2+, incoloros, (Se, Te).

Ensayos de reconocimiento de los cationes del sexto grupoManganeso (II)Disponer de dos gotas de muestra y aadir una de H2O2 al 3 %. Calentar suavemente. Filtrar, trasvasar el filtrado a un tubo etiquetado