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Apunte de Cationes

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Text of Apunte de Cationes

Cationes

ndice generalI0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5.

Reactivos Generales.

Hidrxidos de sodio y de potasio. . . . . . . . . . . . . Amonaco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Carbonatos de Sodio, Potasio y Amonio. . . . . . . . . Cianuros de sodio y potasio. . . . . . . . . . . . . . . . Reconocimiento del perxido de hidrgeno. . . . . . . 0.5.1. Reacciones basadas en su propiedad oxidante. . 0.5.2. Reacciones basadas en su propiedad reductora.

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II

0.6. Ion Aluminio: Al(III). . . . . . . . . . . . . . . . . 0.7. Ion Amonio: NH+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0.8. Ion Antimonio: Sb(III) y Sb(V). . . . . . . . . . . 0.9. Ion Bario: Ba2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.10. Ion Bismuto: Bi(III). . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.11. Ion Cadmio: Cd2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.12. Ion Calcio: Ca2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.12.1. Carbonato de Calcio: CaCO3 . . . . . . . . . 0.12.2. Sulfato amonaco clcico: (SO4 )2 Ca(NH4 )2 . 0.12.3. Oxalato de Calcio: C2 O4 Ca. . . . . . . . . 0.13. Ion Zinc: Zn2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.14. Ion Cobalto: Co2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.14.1. Hidrxido cobltico: Co(OH)3 . . . . . . . . 0.15. Ion Cobre: Cu2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.16. Ion Cromo: Cr(III). . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.16.1. Hidrxido de Cromo: Cr(OH)3 . . . . . . . . 0.17. Ion Estannoso: Sn2+ ; Ion Estnnico: Sn(IV). . . . 0.17.1. Ion Hexacloroestannato (IV): SnCl2- . . . . . 6 0.18. Ion Estroncio: Sr2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.18.1. Sulfato de estroncio: SrSO4 . . . . . . . . . . 0.19. Ion Frrico: Fe(III). . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.19.1. Hidrxido frrico: Fe(OH)3 . . . . . . . . . . 0.20. Ion Magnesio: Mg2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Caractersticas Generales de los Cationes.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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0.20.1. Fosfato amnico-magnsico: PO4 NH4 Mg6H2 O. 0.21. Ion Manganoso: Mn2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.22. Ion Mercurioso: Hg2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0.22.1. Cloruro mercurioso: Hg2 Cl2 . . . . . . . . . . . 0.22.2. Accin de los reactivos generales. . . . . . . . . 0.23. Ion Mercurio: Hg2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.24. Ion Nquel: Ni2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.24.1. Hidrxido niqueloso: Ni(OH)2 . . . . . . . . . . 0.25. Ion Plata: Ag+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.25.1. Cloruro de plata: AgCl. . . . . . . . . . . . . . 0.26. Ion Plomo: Pb2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.26.1. Cloruro de Plomo: PbCl2 . . . . . . . . . . . . . 0.26.2. Yoduro de Plomo: PbI2 . . . . . . . . . . . . . . 0.26.3. Sulfato de Plomo: PbSO4 . . . . . . . . . . . . . 0.27. Ion Potasio: K+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.28. Ion Sodio: Na+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.29. Ion Talioso: Tl+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.30. Ion Titnico: Ti(IV). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.31. Ion Vanadio: V(V). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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III

0.32. Aluminio. . . . . 0.33. Amonio. . . . . . 0.34. Antimonio. . . . 0.35. Bario. . . . . . . 0.36. Bismuto. . . . . . 0.37. Cadmio. . . . . . 0.38. Calcio. . . . . . . 0.39. Zinc. . . . . . . . 0.40. Cobre. . . . . . . 0.41. Cromo. . . . . . 0.42. Estao. . . . . . 0.43. Estroncio. . . . . 0.44. Hierro. Cobalto. . 0.45. Magnesio. . . . . 0.46. Manganeso. . . . 0.47. Mercurio (I). . . 0.48. Mercurio (II). . . 0.49. Nquel. . . . . . . 0.50. Plata. . . . . . . 0.51. Plomo. . . . . . . 0.52. Potasio. . . . . . 0.53. Sodio. . . . . . . 0.54. Talio. . . . . . . 0.55. Titanio. Vanadio.

Reacciones de Identicacin.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2

Parte I

Reactivos Generales.

3

Los reactivos generales reaccionan con un gran nmero de iones. Carecen de selectividad o son poco selectivos. Los reactivos generales se utilizan en los ensayos preliminares para establecer la probable presencia de un determinado ion o grupo de iones, o se emplean en la separacin de grupos de iones en la sistemtica del anlisis.

0.1.

Hidrxidos de sodio y de potasio.

Proporcionan, en solucin acuosa, gran cantidad de OH (anin hidrxido) por tratarse de bases fuertes, dando lugar a equilibrios cido-base ligados a procesos de precipitacin o complejacin. Todos los cationes, excepto el NH+ , 4 los alcalinos y los alcalinos trreos (menos el Mg2+ ), precipitan con la solucin de NaOH, slo unos pocos se redisuelven en exceso de hidrxido dando aniones y son los cationes anfteros. La accin del OH depende de la acidez del catin reaccionante. Puede formar: 1. Hidrxido estable no anftero con los cationes no muy cidos y no nobles: Ni(III), Cd(II), Co2+ , Fe(III), Fe(II), Mn2+ , Ni(II), Mg2+ . Ejemplo: N aOH Bi(III) + 3OH N a+ + OH Bi(OH)3

2. Hidrxido anftero con los cationes muy cidos: Pb(II), Sn(II), Sn(IV), Sb(III), Sb(V), Al(III), Zn(II), Cr(III). Ejemplo: N aOH P b(II) + 2OH En exceso de reactivo: P b(OH)2 + OH P b(OH) 3 N a+ + OH P b(OH)2

El Cu(II) en exceso de lcali y en caliente puede originar CuO2 H- : Cu(OH)2 + OH CuO2 H

3. Hidrxido que por calentamiento se transforma en xido, con los metales seminobles:

4

Cu2+ + 2OH Cu(OH)2

Cu(OH)2 CuO +H2 O

4. No precipitan aquellos cationes que por su valencia elevada y ser excesivamente cidos forman aniones estables: As(III), As(V), Cr(VI), Mo(VI), W(VI) y V(V), los que incluso son estables en medio cido donde slo precipita WO4 H2 (cido tngstico). Esto es de inters porque puede haber muestras que contengan, simultneamente, en medio cido, aniones que sean bases fuertes y cationes que, al neutralizar o disminuir la acidez originan precipitados. Ejemplos: Solucin de cido oxlico y Ca2+ en medio de acidez mineral; al neutralizar o disminuir la acidez aadiendo acetato se forma precipitado. Solucion de AsO4 H3 (medio cido) y Ag+ . Al neutralizar o aadir acetato, precipita AsO4 Ag3 .

0.2.

Amonaco.+ N H4 + OH

Electrolito dbil poco disociado: N H3 + H2 O

Equilibrio poco desplazado hacia la derecha. En la solucin se encuentra elevada concentracin de NH3 y escasa de NH+ e OH- . 4 Fundamentalmente acta: 1. Por la dbil pero denida concentracin de OH- . 2. Por la capacidad complejante de la molcula de NH3 libre en alta proporcin. Puede formar: a) Hidrxido soluble en sales de amonio cuando el Kps del hidrxido es elevado: Mg(II), Fe(II), Mn(II). Ejemplo: N H3 + H2 O M g 2+ + 2OH + N H4 + OH

M g(OH)2

En presencia de exceso de sales de amonio:+ M g(OH)2 + 2N H4

M g 2+ + 2H2 O + 2N H3

5

b) Hidrxido insoluble en sales de amonio y en exceso de reactivo con los cationes muy cidos: Pb(II), Bi(III), Sb(III), Sb(V), Sn(II), Sn(IV), Fe(III), Al(III), Cr(III). Ejemplo: Al(H2 O)3+ + H2 O 6 H3 O + N H3 Al(H2 O)5 (OH)2+ + H2 O N H3 + H3 O+ Al(H2 O)4 (OH)+ + H2 O 2+

Al(H2 O)5 (OH)2+ + H3 O++ N H4 + H2 O

Al(H2 O)4 (OH)+ + H3 O+ 2+ N H4 + H2 O

Al(H2 O)3 (OH)3 +H3 O+

c) Hidrxido soluble en exceso de reactivo por formacin de complejos amoniacales: Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II). Ejemplo: N H3 + H2 O Cu2+ + 2OH en exceso de reactivo: Cu(OH)2 + 4N H3 Cu(N H3 )2+ + 2OH 4+ N H4 + OH

Cu(OH)2

d ) Formacin de complejo amoniacal (sin formacin del hidrxido): Ag + + 2N H3 Ag(N H3 )+

e