TRABAJO PRÁCTICO Nº 2:

ANALISIS CUALITATIVO

OBJETIVOS: Que el alumno: Reconozca la presencia o ausencia de analitos mediante determinaciones analíticas del tipo cualitativo. Distinga características de distintas especies químicas tales como solubilidad o insolubilidad, capacidad de formación de complejos, o compuestos distinguibles cromáticamente.

Fundamentos teóricos:

La Química Analítica es “la ciencia de inventar y aplicar los conceptos, principios y estrategias paramedir las características de los sistemas y especies químicas”.Gran parte de los primeros trabajos de la Química Analítica se dedicaron al desarrollo de pruebas química sencillas para identificar la presencia de iones inorgánicos y de grupos funcionales orgánicos. En la actualidad, la mayoría de los análisis cualitativos aplican métodos tales como la espectroscopia infrarroja, la resonancia magnética nuclear y la espectrometría de masa.

El fundamento del análisis cualitativo consiste en identificar fehacientemente la presencia o ausencia de un analito en una muestra. Habitualmente para ello se utilizan, en el caso de iones inorgánicos, la formación de precipitados o de iones complejos coloreados. A fin que los resultados sean válidos, se deben cumplir con dos condiciones:

que el analito a detectar se encuentre en una cantidad o concentración adecuada,

que se hayan eliminado otras sustancias que pudieran entorpecer su detección.

Una de las técnicas más utilizadas en este aspecto, son las “marchas analíticas de cationes o de aniones", que permiten sistematizar estos procedimientos para llegar a identificar los analitos presentes. En el TP Nº 1 se desarrolló en pequeña escala, una marcha analítica para poder separar e identificar dos iones (Al 3+ y Fe3+) presentes en una muestra.Gran parte de estas técnicas se basan en aprovechar los diferentes grados de solubilidad de algunos compuestos y no de otros (precipitación fraccionada), lo que permite separarlos a unos de otros y a partir de allí seguir aprovechando distintas características de cada uno de los analitos. Para ello es importante conocer las siguientes REGLAS DE SOLUBILIDAD.

Las reglas de solubilidad nos sirven para darnos cuenta cuando un compuesto es soluble o no en agua. Entendemos que un compuesto es soluble en agua cuando por lo menos un gramo de este se solubiliza en 10 ml de agua.

Solubilidad de los compuestos más comunes en agua

REGLAS DE LA SOLUBILIDAD EXCEPCION

Los nitratos, nitritos, cloratos, percloratos y acetatos son solubles

El nitrito y acetato de plata son parcialmente solubles.

Los compuestos de metales alcalinos y de amonio son solubles.

El hexacloroplatinato de potasio, el fosfato amónico magnesico y algunas sales de litios son insolubles

Los cloruros son solubles Los de plata, mercurio(I) y talio son insolubles. El cloruro de plomo (II) se disuelve en agua caliente.

Los fluoruros son solubles Los de los metales alcalinotérreos son insolubles

Los yoduros y bromuros son solubles Los de plata, mercurio, plomo y talio son insolubles. Los yoduros de metales pesados son insolubles.

Los sulfatos son solubles Los de metales alcalinotérreoss son insolubles

Los fosfatos, carbonatos, oxalatos y cromatos son insolubles

Los alcalinos y los de amonio son solubles

Los sulfuros, iodatos y periodatos son insolubles Los alcalinos, alcalinotérreos y los de amonio son solubles

Los hidróxidos y óxidos son insolubles Los alcalinos, los de amonio y el hidróxido de bario son solubles

Al margen de los citados en el esquema anterior, pueden existir otros compuestos insolubles.

Estas reglas de solubilidad son importantes cuando estamos frente a una reacción química para saber si es factible que pueda formarse o no una sustancia que precipite (insoluble).

Este Trabajo Práctico constará de 4 partes.

Técnica operatoria:Parte I: Solubilidad

1.- Marcar 8 tubos de ensayo con números crecientes comenzando en 12.- Cargar la mitad del contenido de los mismos con agua destilada3.- En cada tubo colocar el contenido de media espátula de cada uno de los siguientes reactivos

1.- Bromuro de plata 2.- Ioduro mercurico 3.- Hidróxido de aluminio 4.- Clorato de potasio 5.- Carbonato de calcio 6.- Acetato plumboso 7.- Sulfato de amonio 8.- Fosfato de magnesiode manera de poder completar el siguiente cuadro; relaciónelo con las reglas de solubilidad y las

metodología de las marchas analíticas.:Tubo N° Agua Compuesto Observación Justificación1 Si Bromuro de plata2 Si Cloruro mercurioso3 Si Hidróxido de Al 4 Si Clorato de potasio5 Si Carbonato de calcio6 Si Acetato plumboso7 Si Sulfato de amonio8 Si Fosfato de magnesio

Parte II: Formación de precipitados, desprendimiento de gas y formación de ion complejo

A 5 tubos de ensayos grande colocar los números 1, 2, 4, 5 y 6 y a un tubo de ensayos con tubuladura lateral con numeración 3 para realizar el ítem respectivo.TUBO Nº 1.- En el tubo de ensayo 1 colocar 3 ml de cromato de potasio y agregar luego 5 gotas de nitrato de plata; luego agregar gota a gota amoníaco concentrado. TUBO Nº 2.- En el tubo de ensayo 2 colocar 2 ml de hidróxido de sodio y 1ml de sulfato de cobre; luego agregar gota a gota amoníaco concentrado, agitando luego de cada una de ellas.TUBO Nº 3- En un tubo de ensayo con tubuladura lateral y tapón de goma: colocar 1 manguera que una la tubuladura con un vaso de precipitado con una solución de nitrato de plata. Dentro del tubo colocar 5ml de ácido clorhídrico (1+2) y carbonato de calcio sólido, tapar inmediatamente y observar lo que sucede en ambos recipientes.TUBO Nº 4.- En el tubo de ensayos 4 colocar 3 ml de sulfato de sodio y 2 ml de hidróxido de bario.TUBO Nº 5 - En el tubo de ensayos 5 colocar 2 ml de cloruro férrico y 1 ml de amoníaco; luego agregar gota a gota 10 gts de amoníaco concentrado, agitando luego de cada una de ellas. A continuación agregar gota a gota solución de fluoruro de sodio.

TUBO Nº 6 - En el tubo de ensayos 6 colocar 2 ml de cloruro de cobalto (II), 1ml de ácido clorhídrico 3N, y luego 1 ml de solución de nitrato de plata; observar lo que sucede en cada etapa.

Observar los cambios en cada etapa de los experimentos y completar el cuadro de abajo. Aclaración: las cantidades de reacivos son sólo orientativas, ya que éste es un análisis cualitativo En caso que no haya tubos de ensayo suficientes, se deben adaptar los volúmenes al material disponible

N° Tubo Reactivos Reacción Química Observación Justificación1ª AgNO3 + K2CrO4 A1b A + NH3 B2ª2b2c…….……..6 a6b

Parte III: reacciones

Complete las siguientes reacciones: Señale asimismo si el (los) producto(s) son sólidos, gaseosos, iones complejos y el color de dichos productos.

a) Carbonato de sodio y amoníaco b) Nitrato cúprico y amoníaco c) Cloruro férrico y amoníaco d) Sulfato ferroso y cianuro de sodio e) Nitrato de plata y cianuro de potasio f) Permanganato de potasio y sulfato ferroso (medio ácido) g) Bromuro de níquel y amoníaco d) Cloruro férrico y sulfocianuro de potasio h) Cloruro férrico y cianuro de sodio i) Ioduro de potasio y nitrato plumboso j) Hidróxido de sodio y sulfuro de potasio

5- Una solución puede contener alguno de los siguientes iones: Ag+, Cd+2, Fe+3, Cr+3, Hg+2, Ba+2, Na+ y K+. Se hace burbujear en la misma H2S previa acidificación con ácido nítrico diluido. Se obtiene un precipitado oscuro, que se filtra y lava. El filtrado se alcaliniza con solución amoniacal y se obtiene otro precipitado. Luego de filtrar, la solución se trata con Na2CO3, no se observa ningún cambio apreciable; con la solución se hace una prueba a la llama y se observa una coloración amarilla ¿Qué iones supone que están presentes? ¿Cuáles no lo están? ¿De cuales no puede establecer una respuesta concluyente?

CUESTIONARIO:1.- Deduzca razonadamente la composición analítica (cationes) de una muestra problema a partir de los

siguientes datos experimentales: Al tratarla con Na2CO3 en caliente da un precipitado pardo negruzco. Si se trata con HCl se forma un precipitado blanco gelatinoso, insoluble en agua caliente. Si dicho precipitado se trata con NH3 concentrado, se disuelve totalmente resultando una

disolución incolora. Al tratar la disolución anterior con KI se observa la aparición de un precipitado blanco-amarilleno.

2.- Complete los siguientes esquemas, indicando cuales de las especies indicadas permanecen en disolución y cuales pasan a formar el ppdo.

a. Ca (II), Fe(III), Pb(IV), Bi(III) + OH- en exceso

b. Mo(VI), Cu(II), Fe(III), Ag(I), Mg(II) , Al(III) + NH3 acuoso en exceso

3.- Indique, sobre la base de la investigación bibliográfica adecuada (citarla), cuales son los reactivos de identificación utilizados para detectar la presencia de:

a. Ni2+ b. Co3+

c. SCN1- d. VO4

1- e. Na1*

f. Sb3+

4- En una carilla aparte esquematice una marcha analítica de cationes. Indique, para cada grupo, cual es el reactivo general y cual actúa como selectivo.

5.-¿Qué se entiende por especificidad de una reacción o un reactivo?

El informe debe contener: 1. Cuadros completos de la parte I y II2. Completar las ecuaciones correspondientes a la parte III3. Responder el cuestionario.

Bibliografía:* WHITTEN-DAVIS-PECK (5ta Ed) Cap. 4 y 20 * CHANG(4ta Ed) Cap. 3, 4 y 17* BURNS (2da Ed) Cap. 10 * BROWN-LEMAY-BURSTEN (7ma Ed) Cap. 4 y 17* BURRIEL MARTI. Qca. Analítica Cualitativa

http://www.fbqf.unt.edu.ar/institutos/quimicaanalitica/Analitica%20I/pdf/Clase%201%20para%20internet.pdfhttp://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/reglas-de-solubilidad-de-los-compuestos/