REACCIONES SELECTIVAS Y ESPECÍFICAS

Centeno Centeno Lina Sofía, Galvis Cantillo Aldo José, Martínez Laguna Camilo Andrés,

Estudiantes Ingeniería QuímicaAsignatura de Química Analítica

Profesor: C. CaicedoFacultad de Ingeniería, Universidad del Atlántico

20 de Agosto de 2015

RESUMEN

En el siguiente trabajo se mostraran los pasos realizados durante la práctica ¨Reacciones Selectivas y Específicas¨, los resultados obtenidos y la discusión de los mismo, comparando de acuerdo a lo que esta descrito en la literatura.

ABSTRACTIn this paper were shown the steps taken during practice Selective and specific reactions, results and discussion of the same, comparing according to what is described in the literature.

INTRODUCCIÓN

En algún tipo de procedimiento que involucre reacciones químicas, causa curiosidad a quien realiza el procedimiento, saber qué es lo que ocurre durante la reacción que observa, pero una persona aunque tenga una buena capacidad de observación esta no le es suficiente para definir el sistema, es decir identificar las sustancias presentes o la cantidad; esto está por fuera de su alcance a menos que haga uso de un procedimiento con pasos específicos que le permita identificar que sucede o sucedió en una reacción y así registrando resultados predecir el comportamiento de otros sistemas. Esto se refiere a conocer las ¨Reacciones Selectivas y Específicas¨ e identificar el procedimiento a realizar clasificando las reacciones de a cuerdo de uno de estos 2 criterios.

MARCO TEORICO

El análisis químico cualitativo se realiza sobre muestras de origen mineral, investigándose los componentes de cada una de las sustancias en cuanto a su fracción positiva (Catión) y su fracción negativa (Anión), esto se realiza mediante las marchas analíticas de Cationes y Aniones. Las reacciones de identificación de un elemento dado pueden realizarse directamente sobre la solución obtenida de la muestra, si la reacción que se sucede es debida únicamente al elemento que se desea identificar. A este tipo de ensayo se le llama Análisis Fraccionado a

diferencia del Análisis Sistemático el cual implica la separación del elemento buscado de sus posibles interferencias.

Durante el análisis químico cualitativo se llevan a cabo diversos pasos que permitirán identificar la/las especies presentes en la muestra problema, para ello se utilizan distintos tipos de reactivos, ellos son: generales y selectivos. Dentro de estos últimos se encuentran los selectivos propiamente dichos y los específicos.

Reactivos generales: son aquellos que reaccionan de modo similar con un gran número de sustancias.

Reactivos selectivos: reaccionan con un menor número de sustancias formando compuestos del mismo tipo. El pH puede convertir un reactivo del tipo general en específico.

Reactivos específicos: son aquellos que reaccionan de una manera diferente con cada sustancia pudiendo así servir para identificar la especie presente en una muestra problema. La reacción que se produce es única para cada sustancia dada.

PROCEDIMIENTO

De acuerdo a lo dicho anteriormente se proceden a llevar acabo reacciones selectivas a partir de la mezcla 1, con el propósito de identificar cada uno de los iones de los

reactivos de la mezcla 1 mediante la adición de ácido clorhídrico y formando los cloruros insolubles de los iones de plata, plomo y mercurio.

En primer lugar, se le agrego 4 gotas de HCl 3F, de inmediato se procedió a agitar y centrifugar la mezcla. Para poder confirmar que la reacción se llevó a cabo en su totalidad se le agregó una gota extra de HCl 3F, después se agito y centrífugo de nuevo para posteriormente eliminare el centrifugado. Luego se adicionó 8 gotas de agua caliente al precipitado blanco y fue sumergido a baño maría por aproximadamente un minuto. Después se centrifugó y se removió el centrifugado, el cual se dividió en 2 partes.

En la porción A, se agregó una gota ácido acético 3F y una gota de K2CrO4 1F, en la porción B se agregó dos gotas de KI 1F.

Al residuo guardado se le agrego 10 gotas de NH3 3F, se agito para luego centrifugar. Luego de la centrifugación apareció un residuo negro confirmando la presencia del ion mercurio en la mezcla. Se centrifugo de nuevo y se removió el centrifugado y se guardó el residuo. Posteriormente, se dividió el centrifugado en dos: En la porción A se adiciono 5 gotas NH O3 3F y en la porción B se adiciono 2 gotas de KI 1F. El residuo se lavó con 10 gotas de agua, se centrifugo para luego desechar el centrifugado. Luego de 2 gotas de HN O3 concentrado, diluido con 5 gotas de agua y se agregó 2 gotas de cloruro de estaño (II).

En segundo lugar, se tomó aproximadamente 1 ml de la mezcla (II) y se dividió en 4 porciones:

En la porción A se adiciono 2 gotas de N H 4 SCN 3F y en la porción B se añadió NaF solido hasta que estuviera saturado, después se hizo deslizar por las paredes del tubo de ensayo de 9 a 10 gotas de N H 4 SCN alcohólico. En la porción C se agregó 3 gotas de agua destilada y dos gotas de HN O3 3F, se agito y se adicionó 2 cucharadas de bismutato de sodio sólido, inmediatamente se agito y centrifugó. En la porción D se utilizó otra vez NaF solido hasta que quedo saturado, luego se agregaron 4 gotas de N H 3 y se mezcló con 2 gotas de dimetilglioxima.

RESULTADOS

Reacciones de los compuestos de la MEZCLA 1 con el ácido clorhídrico.

HCl+ Ag ( N O3 ) → AgCl+ HN O3

2 HCl+Pb ( N O3 ) 2→ Pb Cl2+2 HN O3

H g2¿

El precipitado después del tratamiento y dividido en dos partes:

En la primera porción la reacción con el ácido acético y K2 Cr O4 con PbCl es la siguiente:

C H 3 COOH+ K2Cr O4+PbCl+H 2 O→ PbCr O4+C H 3COO−¿+KCl+H 3 O¿

En la cual el precipitado era de un color amarillo (ver figura1.) por lo que efectivamente el plomo estaba en la mezcla 1.

En la segunda porción con la adición de KI la reacción sucedió de la siguiente manera:

PbCl+KI → PbI+KCl

El precipitado en esta porción fue de color amarillo, lo que indica la presencia del ion plomo en la mezcla 1.

Figura 1.

Con el residuo del paso anterior se hizo una separación selectiva. Al adicionarle NH3, el AgCl se quedó en la solución, formando un catión complejo  [Ag (NH3)2]+ Y el

2 precipito con un color negro formando HgCl . La Porción A de la solución de al agregarle

, formó un precipitado de color blanco (ver

figura 2.) lo que significa que el ion plata estaba presente en la mezcla 1. En Porción B, al aplicarle KI ocurrió un desplazamiento explicado en la siguiente ecuación química:

AgCl+KI → AgI +KCl

Figura 2.

En este caso el yoduro de plata es altamente insoluble y el color del precipitado obtenido fue de color amarillo.

Al adicionarle HN O3 y agua al residuo causo la separación del cloruro de mercurio de la siguiente forma en un medio acido:

HgCl ↔ H g+¿+C l−¿ ¿¿

Después con la adición del cloruro de estaño (II)

H g2+SnC l2 → H g2 C l2+S n2

Se Formó nuevamente cloruro de mercurio (I) insoluble y de color blanco.

MEZCLA 2: Esta se dividió en 4 partes:

En la porción A, se agregó 2 gotas de N H 4 SCN provocando en teoría la siguiente reacción

Fe(N O3)3+N H 4 SCN → Fe(SCN )3+N H 4 N O3

Figura 3.

Sin embargo durante la práctica se observó un color rojo vino tinto, diferente al rojo sangre que debería dar, lo que indica que en la mezcla 2 no está presente el ion hierro

En la porción B, después de añadir 2 cucharadas de NaF sólido y unas 10 gotas de N H 4 SCN alcohólico provocando la siguiente reacción:

Co ( N 03 )2+2 N H 4 SCN → Co ¿

Figura 4.

El fluoruro de sodio se usa para evitar interferencia de iones hierro y así poder aislar el ion cobalto. En la práctica se obtuvo un color azul verdoso (ver figura 4.), lo cual implica la presencia de ion Cobalto en la mezcla

En la porción C, después de agregada el agua y HN O3. Se agito y se adiciono bismutato de sodio solido procediendo la reacción de la siguiente manera:

NaBi O3+ Mn ( N O3 )2+HN O3→ HMn O4+Bi ( N O3 )3+ NaN O3+H 2O

Figura 5.

La molécula HMn O4 tiene el color característico rojo

rosado, en la práctica de laboratorio se observó un color

café (ver figura 5.), lo que indica claramente que el ion manganeso no está presente en la mezcla II.

En la porción D, después de agregar NaF solido hasta saturar la solución, se basifico agregando NH3 y luego dimetilglioxima. Esto produjo un precipitado de color rojo.

Resultados del análisis fraccionado de la muestra II

MUESTRAS FENOMEDO OBSERVADO

DEDUCCIONES

Porción A Coloración Rojo Vino Inexistencia del ion HIERRO (III)

Porción B Coloración AzulPosible presencia de ION COBALTO

Porción C Coloración CaféInexistencia de ion MANGANESO

Porción D Precipitado rojoPosible presencia de ion NIQUEL

Tabla 1. Resultados de análisis de la segunda mezcla.

DISCUSIÓN

En los resultados y los procedimientos realizados fue posible la identificación de reacciones selectivas y especificas teniendo en cuenta el análisis sistemático y fraccionado. Se determinó que las reacciones selectivas se dieron entre un reactivo y un grupo pequeño de especies, y las especificas se identificaron aplicando el análisis fraccionado el cual se da cuándo la reacción es debida a una sola especie, por tanto las reacciones especificas se dieron entre un reactivo y un solo tipo de especies. Es decir, que en la Mezcla II al utilizarse un reactivo específico para cada porción se estaba aplicando el análisis fraccionario.

CONCLUSIÓN

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos podemos decir, que el método de análisis químico cualitativo, es un método sencillo y rápido para la determinación de las especies presentes en una muestra.

En la Mezcla I se identificaron cada uno los iones presentes (Ag+, Pb2+, Hg2+) aplicando análisis sistemáticos y fraccionados mediante reactivos selectivos y específicos.

En la Mezcla II se confirmó la presencia del ion COBALTO y el ion NIQUEL.

BIBLIOGRAFÍA

1. F. BURRIEL, F. LUCENA y S. ARRIBAS. Química Analítica Cualitativa. 10 ed. Madrid: Paraninfo, 1979.

2. Chemistry Lab. Analysis of the silver group cations. 2005 [en línea]. [Fecha de consulta: 16 agosto 2015] disponible en < http://employees.oneonta.edu/kotzjc/LAB/SilverGroup.pdf>

3. OCW-USAL, Análisis cualitativo inorgánico, [en línea], 2012, [fecha de consulta: 17 agosto 2015], disponible en < http://ocw.usal.es/ciencias-

experimentales/quimica-analitica/contenidos/CONTENIDOS/12.%20CONCEPTOS%20TEORICOS.pdf>

ANEXOS

1. Haga un esquema de la separación e identificación de los iones de la mezcla I.2. Escriba las ecuaciones iónicas de todas las reacciones que suceden en la precipitación, separación e identificación de los iones de las mezclas I y II.

Pb(NO3)2 (ac )+2 HC l(ac)→ PbC l2(ac)+2 HN 03 (ac )¿

¿

a)P b2+¿+2 N O3

−¿+2 H+¿+2C l−¿→ PbCl

2+2 N O

3−¿+ 2H

+¿¿¿¿¿¿ ¿

P b2+¿+2 C l−¿→ PbC l

2 ( s)¿ ¿

b)

AgN O3 (ac)+HC l(ac )→ AgC l ( s)+HN O3 (ac )

A g+¿+N O3

−¿+H +¿+C l

−¿→ AgC l( s )

+ N O3−¿+ H

+¿¿¿¿¿ ¿¿

A g+¿+C L−¿→ AgC l (S) ¿ ¿

c) H g2¿¿

H g2+¿+2N O3

−¿+2 H+¿+2C l

−¿→ H g2

C l2 ( S )

+ 2N O3−¿+2H

+¿¿¿¿¿¿¿

H g2+¿+2 Cl−¿→ H g2C l

2(S) ¿¿

PARTE 2 PORCION A:

PbC l2 (ac )+K2Cr O4 ( ac )+C H 3COO H ( S )→ PbCr O 4 (S )+2 KCl ( ac )

P b2+¿+2 C l−¿+2K

+¿+CrO4

−¿→ PbCr O4+2K +¿+ 2Cl

−¿¿¿¿¿¿¿

P b2+¿+Cr O4

−¿→ PbCrO 4¿ ¿

PARTE 2 PORCION B

PbC l2 (ac )+2 K i ( ac )→ Pb I 2 (ac )+2 KC l ( ac )

P b2+¿+2 C l−¿+2K +¿+2I

−¿→ PbI2 ( S )

+2K +¿+ 2C l−¿¿¿¿

¿¿¿

P b2+¿+2 I−¿→ PbI

2 ( ac )¿ ¿

PARTE 3:

AgC l(S )+2 N H 3 (ac )→ Ag ¿

H g2C l2 ( S )+2 N H 3 (ac ) → H g+¿+HgN H 2 Cl+N H 4

+¿+C l( ac )−¿¿¿

¿

PARTE 3: PORCION A

Ag(N H3)2 (ac)+C l(ac )−¿+2 HN O3 (ac)→ AgCl(S )+2 N H 4 N O3( ac)¿

A g+¿+2 N H 4+¿+C l

−¿+2N O3

−¿→ AgC l( S )

+2N H4

+¿+2N O3−¿¿ ¿

¿¿¿ ¿

A g+¿+C l−¿→ AgC l ( S )¿ ¿

PARTE 3 : PORCION B

Ag ¿¿

A g+¿+2 N H 3+C l−¿+K+¿+I

−¿→ Ag I(s )

+2N H3+ K+¿+C l

−¿¿ ¿¿¿ ¿¿

A g+¿+I−¿→ AgI ( S )¿¿

2 Hg ( N H 2 ) C l ( s)+2 N O3 ( ac )−¿+H 3 O(ac)

+¿→2 H g( S)

2+¿+2N O (g)+ N2( g)+2C l(ac )

−¿+ 8H2

O ¿¿¿¿

PASO4:

2 H g (S )2+¿+SnC l2( ac ) → H g2 C l2( s)+S n2

+¿¿ ¿

PASO 5: MEZCLA II

PORCION A:

Fe ¿¿

F O3+¿+3 N O3

−¿+3 N H 4+¿+3SC N

−¿→¿¿ ¿¿ ¿

Fe ¿

PORCION B:

Co ( NO3 )+N H 4 SCN → Co (SCN )2+N H 4 N O3

PORCION C:

2 M n2+¿+5Bi O3

−¿+14 H3

O+¿→ 2Mn O

4+5Bi

5+¿+21 H2

O ¿¿¿¿

PORCION D:

¿¿

3. Explique por qué el símbolo químico

del ion mercurio (I) es Hg22+.

El ion mercúrico (I) es un dímero, constituido por dos cationes de mercurio (I) unidos por enlace covalente: +Hg – Hg+.