Procedimiento para la Identificación de Cationes en Química

Los cationes del primer grupo son Ag+, Hg2 2+, Pb2 2+, Ti+. Los cloruros de estos cationes son poco solubles. Se coloca la solución y se le agrega HCl 3F, el cual es el reactivo precipitante del grupo que ayuda a producir la precipitación de todos los cloruros.
Si la precipitación es completa, se le agrega una gota de solución de HCl 3F en exceso y se formarán AgCl, Hg2Cl2, PbCl2, TiCl (blancos).
– La gota de HCl 3F en exceso es para disminuir la solubilidad de los cloruros por efecto del ion común.
– Si el exceso es muy grande, pueden formarse los iones complejos solubles (que no nos serviría).
– Se elimina el líquido sobrenadante, se lava el precipitado 2 veces con HCl 0,1 F.
– Luego se añade agua destilada y se calienta a baño maría para disolver los cloruros de Pb y Ti (PbCl2 y TiCl), los cuales son mucho más solubles en caliente que en frío.
– Se centrifuga y se guarda el líquido que contiene Pb y Ti, y como precipitado queda el AgCl y HgCl2.
– Al precipitado AgCl y Hg2Cl2 se le agrega NH3 6F, lo cual hace precipitar el amino cloruro mercurioso que tiene un color negro, así podemos reconocer el ion mercurioso.
– El AgCl se disolverá dando un ion complejo argento diamino:
AgCl + 2NH3 → Ag(NH3)2 + Cl.
– Reconocimiento de Ag+: se toma una gota de la solución que contiene (AgCl y Hg2Cl2), se agrega en un vidrio de reloj y se le pone 1 gota de HNO3 6F. Si el medio es ácido, se obtiene Ag como precipitado; si no, se le sigue agregando HNO3 6F hasta comprobar su acidez.
Ag(NH3)2 + H+ + Cl → AgCl + NH4+.
– A la solución de Pb2+ y Ti se le agrega SC de KI, ya que los yoduros son más insolubles que los cloruros, precipitarán de color amarillo y solo al dejar enfriar la solución.
– Se lava el precipitado con agua destilada y al residuo se le agrega Na2S2O3 2F (tiosulfato de sodio). El PbI2 se disuelve formando el complejo [Pb(S2O3)2]2-. Se centrifuga y se separa el Pb para reconocerlo, y el Ti queda como precipitado.
– Reconocimiento de Pb2+: se lleva una gota a un vidrio de reloj y se agrega 1 gota de K2CrO4 0,5F. Si hay Pb2+, se formará PbCrO4 (amarillo).
[Pb(S2O3)2]2- + K2CrO4 → K2S2O3 + PbCrO4 (amarillo).
– Reconocimiento de talio: se somete al precipitado de TI al ensayo de coloración de la llama y al análisis espectroscópico.

Los cationes del segundo grupo son aquellos sulfuros insolubles en medio ácido de HCl 0,3F: Hg+, Pb2+, Cu2+, Cd2+, Bi3+, As3+, As5+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, Mo6+.
Con el tratamiento de H2S: HgS, PbS2, CuS, CdS, Bi2S3, As2S3, As2S2, SnS, Sn2S2, Sb2S3, Sb2S2, MoS3.
– Se coloca la solución del primer grupo, esta se encuentra ácida, por lo cual se neutraliza con NH4OH 6F. Se agrega HCl concentrado (12F) tal que al diluir la solución nos quede una concentración de 0,3F en HCl.
– Se calienta la solución a baño maría hasta que se alcance el punto de ebullición. Se pasa por H2S o H3CCNH2 hasta que se produzca la precipitación total. La temperatura favorece la precipitación de los sulfuros y evita que pasen a estado coloidal. Después se agrega agua destilada caliente hasta los 10 ml. Se pasa nuevamente por H2S para asegurar la precipitación total. La concentración será de 0,3F, lo que permitirá la precipitación completa de CdS, PbS y SnS2, que a menor acidez no precipita totalmente.
– El precipitado está impurificado con los cationes del grupo siguiente, por lo cual se lava 2 veces con NH4NO3 al 5% P/V saturado con H2S. Los sulfuros tienen tendencia a pasar a estado coloidal, por lo cual se le agrega H2S2 para que flocule los coloides. El líquido de lavado tiende a disminuir la solubilidad por efecto del ion común y evitar así que parte de los sulfuros se oxiden a sulfatos, que son solubles.
– Separación de los cationes del primer subgrupo (Hg, Pb2+, Cd2+, Cu2+, Bi3+):
– A la solución se le agrega polisulfuro de amonio [(NH4)2Sx] y se calienta (no debe llegar a ebullición). Esto hace que los cationes del segundo subgrupo se disuelvan.
– Luego se centrifuga y se separa el líquido sobrenadante; quedarán los del segundo subgrupo, el cual analizaremos más adelante.
– El precipitado (primer subgrupo) se lava una vez con NH4OH al 5% P/V y saturado en H2S.
– Reconocimiento: se agrega sobre el precipitado HNO3 2F, se agita para que todos los sulfuros se disuelvan, excepto el de mercurio, el cual se centrifuga y el líquido sobrenadante queda Pb2+, Cu2+, Cd2+, Bi3+ (este se guarda). El precipitado de HgS se lava con agua destilada + HNO3 concentrado y HCl concentrado, formándose agua regia. Se calienta a baño maría hasta la disolución del precipitado.

Se calienta para eliminar el agua regia en exceso y luego se deja enfriar y se mezcla con agua destilada para disolver bien el HgCl2.
– Reconocimiento del Hg: se coloca una gota de la solución en un vidrio de reloj + SnCl2 0,1F. Si hay HgCl2, se formará un precipitado blanco y luego se oscurece para formar Hg0 por acción reductora de SnCl2.
HgCl2 + Sn2+ → HgCl2 + Sn4+ + Cl.
HgCl2 + Sn2+ → Hg0 + Sn4+ + Cl.

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