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informe de practica de laboratorio...

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REACCIONES ANALITICAS DE LOS CATIONES DEL IV GRUPO

Rodríguez Garcilazo Aymée

INTRODUCCIÓN

Un análisis químico es un conjunto de técnicas y procedimientos empleados para identificar

la

composición

química

de

una

sustancia.

En lo particular un análisis cualitativo se pretende identificar las sustancias de una muestra, lo que se busca es determinar la cantidad o concentración en que se encuentra

una

sustancia

especifica

en

una

muestra.

En este experimento se utilizara el análisis cualitativo para identificar algunos cationes en ciertas muestras. Existen varios procedimientos analíticos, los cuales se basan principalmente en que los iones se precipitan de la muestra en análisis con un reactivo. Luego por medio de la decantación se separan los iones precipitados de los iones solubles. En este procedimiento los iones presentes en la muestra que se esta analizando se separan en dos partes: precipitado y decantado. Utilizando los reactivos selectivos y adecuados. El análisis de este experimento se enfocará en el cuarto grupo de cationes que comprende los iones Ca2+, Sr2+ y Ba2+. Estos iones forman una serie de sales poco solubles con diferentes aniones. Así los sulfatos, los fosfatos, los oxalatos y los carbonatos de los cationes del grupo IV son poco solubles.

Practica de laboratorio n°6 de química analítica cualitativa

REACCIONES ANALITICAS DE LOS CATIONES DEL IV GRUPO

I.

OBJETIVOS 

El objeto de esta práctica es observar e identificar las reacciones características de los cationes del grupo IV de cationes, para su posterior separación e identificación.



Realizar la marcha sistemática para la identificación de los cationes del grupo 4.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Magnesio La alta solubilidad de los iones de magnesio en el agua asegura su posición como el tercer elemento más abundante en el agua de mar 3 .Se utiliza principalmente como un elemento de aleación con aluminio. Otros usos incluyen flashes fotográficos, pirotecnia y bombas de gasolina. Reacciona con agua sólo si está hirviendo, formando hidróxido de magnesio

y

la

liberación

de

hidrógeno.

Bario El bario es una sustancia química tóxica suave apariencia, plateado con un alto punto de fusión pertenece a la familia de los metales alcalinos. Se encuentra en el mineral de barita, y no se encuentra libre en la naturaleza, debido a su alta reactividad. El bario es un elemento de metal es químicamente similar al calcio, sin embargo, es suave en forma pura tiene una apariencia de color blanco plateado similar a conducir. Este metal se oxida fácilmente cuando se expone al aire y es altamente reactiva con agua o alcohol. Algunos de los compuestos de bario son notables por su alta densidad, tales como el sulfato de bario, BaSO 4 (barita). Estroncio El estroncio es un elemental de metal de color plateado brillante, ligeramente maleable, que rápidamente se oxida en presencia de oxígeno

en el aire conseguir un tinte amarillento debido a la formación de óxido. Por lo tanto, debe mantenerse sumergido en queroseno. Debido a su alta reactividad, el metal está en la naturaleza combinado con otros elementos que forman compuestos. Reacciona rápidamente con el agua liberando hidrógeno para formar hidróxido de sodio. Calcio Se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca 2+) o formando parte de otras moléculas; en algunos seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno o externo. Los iones de calcio actúan de cofactor en muchas reacciones enzimáticas, intervienen en el metabolismo del glucógeno, y junto al potasio y el sodio regula la contracción muscular. El calcio es un metal alcalinotérreo, arde con llama roja formando óxido de calcio. Reacciona violentamente con el agua en su estado de metal (proveniente de fábrica) para formar hidróxido Ca(OH)2 desprendiendo hidrógeno. De lo contrario en su estado natural no reacciona con el H2O. Los iones de amonio se eliminan principal mente por oxidación con ácido nítrico a la temperatura. De ebullición la ecuación para esas reacciones NH4+ + NO3  N2O + 2H2O Las ecuaciones para la reacción principal son la combinación de CO 3-2 (iones de carbonato) con los iones del carbonato Ba+2+ CO3-2  BaCO3 (blanco). Sr+2+ CO3-2  SrCO3 (blanco) Ca+2 + CO3-2  CaCO3 (blanco) La principal reacción – de hecho la única – es la que se verifica entre los iones de carbonato de los posibles precipitados y los iones Hidronio de ácido acético en agua: CO-2+2H3O+  CO2+3H2O La única reacción en este paso es la combinación es la combinación de los iones de bario y Cromato para formar Cromato de bario insoluble: Ba+2+CrO-2  BaCrO4 (amarillo)

El cambio químico es la reducción en solución en acida de los iones Cromato por los iones cloruro. Al mismo tiempo se liberan iones bario del Cromato de bario sólido, los cuales quedan en libertad p ara evaporare mucho más rápidamente como iones cloruro en el calentamiento a flama. 2BaCrO4 + 16H3O+ + 6Cl-  2Cr+3+3Cl2 +2Ba+2 + 24H2O Las reacciones de este paso son las mismas ósea la combinación de los iones carbonato por los iones calcio y estroncio para formar carbonatos insolubles: Sr+2 + CO3-2  SrCO3 (blanco) Ca+2 + CO3-2  CaCO3 (blanco) La primera reacción es la de los iones Hidronio del ácido nítrico en solución con los iones carbonato de los precipitados de los carbonatos de estroncio: SrCO3 + 2H3O  Sr+2 + CO2 + 3H2O CaCO3 + 2H3O Ca+2 + CO2 + 3H2O La segunda reacción en este paso es la combinación de ion estroncio y nitrato para formar el precipitado Sr(NO3)2: Sr+2 + 2NO3-  Sr(NO3)2 (blanco) La primera reacción es la neutralización del ácido nítrico con solución de amoniaco. El ácido nítrico proporciona lo iones Hidronio los cuales los cuales son el agente activo: NH3 + H2O  NH4+ + H2O La otra reacción es la combinación de los iones de oxalato de calcio: Ca+2 + C2O4-2  CaC2O4 (blanco) Si se hace la prueba de flama, se produce la reacción de HCl con el oxalato de calcio para formar iones calcio estos son los iones en la flama son más volátiles con los iones oxalato: CaC2O4 + 2H3O  Ca+2 + H2C2O4 + 2H2O

III.

REACTIVOS Y MATERIALES a) Materiales 

Tubos de centrifuga



Gradilla



Mechero



Pinza



Gotero



Pisceta

b) Reactivos 

SrCl2



CaCl2



BaCl2



NH4Cl



NH4OH



(NH4)2CO3



CH3COOH



K2CrO4



HCl



(NH4)2SO4



Alcohol etílico



(NH4)2C2O4



(NH4)HPO4

c) Equipo  IV.

Centrifuga

PROCEDIMIENTO A. Reacción química del ion Ba++ 1. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de BaCl2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de NH4OH 6M no forma precipitado a causa de su solubilidad relativamente alta, se caliente ligeramente y se observa un ligero enturbiamiento y añadimos 2 gotas de

(NH4)2CO3 observando que se forma un precipitado blanco de carbonato de bario.  Ecuación molecular BaCl2 + 2NH4OH  Ba(OH)2 + 2NH4Cl Ecuación iónica total Ba2+ + 2Cl- + 2NH4+ + 2OH-  Ba(OH)2 + 2NH4+ + 2ClEcuación iónica neta Ba2+ + 2OH-  Ba(OH)2  Ecuación molecular Ba(OH)2 + (NH4)2CO3  BaCO3  + 2NH4OH Blanco Ecuación iónica total Ba2+ + 2OH- + 2NH4+ + CO3-  BaCO3 + 2NH4+ + 2OHEcuación iónica neta Ba2+ + CO3-  BaCO3 -

Pasamos a centrifugar por 5 minutos y luego botar el líquido quedándonos un precipitado blanco

-

Al precipitado añadir 5 gotas de ácido acético observamos que es soluble el precipitado. Ecuación molecular BaCO3 + 2CH3COOH  Ba(CH3COO)2 + H2O + CO2

-

Al precipitado le agregamos HCl para comparar lo que sucede y en esto observamos que es soluble el precipitado. Ecuación molecular BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + H2O + CO2

2. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de BaCl2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de ácido acético y 2 gotas de K2CrO4 y se produce un precipitado amarillo de cromato de bario.

 Ecuación molecular BaCl2 + 2CH3COOH  Ba(CH3COO)2 + 2HCl Ecuación iónica total Ba2+ + 2Cl- + 2CH3COO- + 2H+  Ba(CH3COO)2 + 2H+ + 2ClEcuación iónica neta Ba2+ + 2CH3COO-  Ba(CH3COO)2  Ecuación molecular Ba(CH3COO)2 + K2CrO4  BaCrO4  + 2KCH3COO amarillo Ecuación iónica total Ba2+ + 2CH3COO- + 2K+ + CrO4-2  BaCrO4 + 2K+ + 2CH3COOEcuación iónica neta Ba2+ + CrO4-2  BaCrO4 -

Pasamos a centrifugar por 5 minutos y luego botar el líquido quedándonos un precipitado amarillo

-

Al precipitado agregar 2 gotas de HCl 6M agitamos y observamos que el precipitado es soluble. Ecuación molecular BaCrO4 + HCl  BaCl2 + HCrO4

3. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de BaCl 2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de (NH4)2SO4 0.5M se forma un precipitado de color blanco. Ecuación molecular BaCl2 + (NH4)2SO4  BaSO4  + 2NH4Cl blanco Ecuación iónica total Ba2+ + 2Cl- + SO4- + 2NH4+  BaSO4 + 2NH4+ + 2ClEcuación iónica neta Ba2+ - + SO4-  BaSO4

-

Pasamos a centrifugar por 5 minutos y luego botar el líquido quedándonos un precipitado blanco

-

Probamos la solubilidad en HCl y notamos que si es soluble el precipitado Ecuación molecular BaSO4 + 2HCl  BaCl2 + H2SO4

B. Reacción química del ion Sr++ 1. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de SrCl2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de NH4Cl 3M y 2 gotas de (NH4)2CO3 y 2 gotas de NH4OH y se forma un precipitado de color blanco.  Ecuación molecular SrCl2 + 2NH4Cl 

Sr(NH4)2 + 4Cl

Ecuación iónica total Sr2+ + 2Cl- + 2NH4+ + 2Cl-  Sr(NH4)2 + 4ClEcuación iónica neta Sr2+ + 2NH4+  Sr(NH4)2  Ecuación molecular Sr(NH4)2 + (NH4)2CO3 

SrCO3 + 4NH4

Ecuación iónica total Sr2+ + 2NH4+ + 2NH4+ + CO3-2  SrCO3 + 4NH4 Ecuación iónica neta Sr2+ + CO3-2  SrCO3  Ecuación molecular SrCO3 + 2 NH4OH  Sr(OH)2 + (NH4)2(CO3) blanco Ecuación iónica total Sr2+ + CO3-2 + 2NH4+ + 2OH-  Sr(OH)2 + 2NH4+ + CO3-2 Ecuación iónica neta Sr2+ + OH-  Sr(OH)2

-

Pasamos a centrifugar por 5 minutos y luego botar el líquido quedándonos un precipitado blanco

-

Al precipitado agregar 2 gotas de ácido acético agitamos y observamos que el precipitado es soluble. Ecuación molecular Sr(OH)2 + 2CH3COOH  Sr(CH3COO)2 + 2H2O

2. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de SrCl 2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de ácido acético y 2 gotas de K2CrO4 0.5M se forma una solución amarillo-anaranjado y se le agrega 2 gotas de NH4OH hasta alcalinidad se forma un precipitado amarillo.  Ecuación molecular SrCl2 + 2CH3COOH 

Sr(CH3COO)2 + 2HCl

Ecuación iónica total Sr2+ + 2Cl- + 2CH3COO- + 2H+  Sr(CH3COO)2 + 2H+ + 2ClEcuación iónica neta Sr2+ + 2CH3COO-  Sr(CH3COO)2  Ecuación molecular Sr(CH3COO)2 + K2CrO4  SrCrO4 + 2KCH3COO Ecuación iónica total Sr2+ + 2CH3COO- + 2K+ + CrO4-2  SrCrO4 + 2K+ + 2CH3COOEcuación iónica neta Sr2+ + CrO4-2  SrCrO4  Ecuación molecular SrCrO4 + 2 NH4OH  Sr(OH)2  + (NH4)2(CrO4) amarillo Ecuación iónica total Sr2+ + CrO4-2 + 2NH4+ + 2OH-  Sr(OH)2 + 2NH4+ + CrO4-2 Ecuación iónica neta Sr2+ + 2OH-  Sr(OH)2

-

Luego se le agrega alcohol etílico y la solución se pone un amarillo. Ecuación molecular 7Sr(OH)2 + 2C2H5OH  7SrH2 + 4HCO3 + 4H2O

3. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de SrCl 2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de (NH4)2SO4 formándose un precipitado blanco.  Ecuación molecular SrCl2 + (NH4)2SO4 

SrSO4 + 2NH4Cl blanco

Ecuación iónica total Sr2+ + 2Cl- + 2 NH4+ + SO4- 2  SrSO4 + 2 NH4+ + 2ClEcuación iónica neta Sr2+ + SO4- 2  SrSO4 -

Pasamos a centrifugar por 5 minutos y luego botar el líquido quedándonos un precipitado blanco

-

Para probar la solubilidad del precipitado agregamos gotas de HCl notando que el precipitado si es soluble. Ecuación molecular SrSO4 + 2HCl  SrCl2 + H2SO4

C. Reacción química del ion Ca++ 1. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de CaCl 2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas NH4Cl 3M, 2 gotas de (NH 4)2CO3 3M y 2 gotas de NH4OH 6M y se forma un precipitado de color blanco amorfo.  Ecuación molecular CaCl2 + 2NH4Cl 

Ca(NH4)2 + 4Cl

Ecuación iónica total Ca2+ + 2Cl- + 2NH4+ + 2Cl-  Ca(NH4)2 + 4ClEcuación iónica neta Ca2+ + 2NH4+  Ca(NH4)2

 Ecuación molecular Ca(NH4)2 + (NH4)2CO3 

CaCO3 + 4NH4

Ecuación iónica total Ca2+ + NH4+ + 2NH4+ + CO3-2  CaCO3 + 4NH4 Ecuación iónica neta Ca2+ + CO3-2  CaCO3  Ecuación molecular CaCO3 + 2NH4OH  Ca(OH)2  + (NH4)2(CO3) blanco Ecuación iónica total Ca2+ + CO3-2 + 2NH4+ + 2OH-  Ca(OH)2 + 2NH4+ + CO3-2 Ecuación iónica neta Ca2+ + OH-  Ca(OH)2 -

Pasamos a centrifugar por 5 minutos y luego botar el líquido quedándonos un precipitado blanco

-

Probamos su solubilidad con 5 gotas de ácido acético y notamos que el precipitado es soluble. Ecuación molecular Ca(OH)2 + 2CH3COOH  Ca(CH3COO)2 + 2H2O

2. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de CaCl 2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de ácido acético 6M y 2 gotas de K2CrO4 0.5M y no se forma precipitado se le agrega gotas de NH 4OH hasta alcalinidad luego añadimos alcohol etílico agitamos y observamos que se forma el precipitado de color blanco  Ecuación molecular CaCl2 + 2CH3COOH 

Ca(CH3COO)2 + 2HCl

Ecuación iónica total Ca2+ + 2Cl- + 2H+ + 2CH3COO-  Ca(CH3COO)2 + 2H+ +2ClEcuación iónica neta

Ca2+ + 2CH3COO-  Ca(CH3COO)2  Ecuación molecular Ca(CH3COO)2 + K2CrO4 

CaCrO4 + 2CH3COOK

Ecuación iónica total Ca2+ + 2CH3COO- + 2K+ + 2CrO4-2  CaCrO4 +2CH3COO- + 2K+ Ecuación iónica neta Ca2+ + 2CrO4-2  CaCrO4  Ecuación molecular CaCrO4 + 2NH4OH  Ca(OH)2  + (NH4)2(CrO4) blanco Ecuación iónica total Ca2+ + CrO4-2 + 2NH4+ + 2OH-  Ca(OH)2 + 2NH4+ + CrO4-2 Ecuación iónica neta Ca2+ + OH-  Ca(OH)2 3. En un tubo de centrifuga agregar 5 gotas de CaCl 2 y 5 gotas de agua, añadir 2 gotas de acido acetico 6M y 2 gotas de (NH 4)2C2O4 agitamos y se forma un precipitado de color blanco.  Ecuación molecular CaCl2 + 2CH3COOH 

Ca(CH3COO)2 + 2HCl

Ecuación iónica total Ca2+ + 2Cl- + 2H+ + 2CH3COO-  Ca(CH3COO)2 + 2H+ +2ClEcuación iónica neta Ca2+ + 2CH3COO-  Ca(CH3COO)2  Ecuación molecular Ca(CH3COO)2 + (NH4)2C2O4 

CaC2O4  + 2CH3COONH4 blanco

Ecuación iónica total Ca2+ + 2CH3COO- + 2NH4+ + C2O4-2  CaC2O4 + 2CH3COO- + 2NH4+ Ecuación iónica neta

Ca2+ + C2O4-2  CaC2O4

MARCHA SISTEMATICA IV GRUPO Ba2+, Sr2+, Ca2+ 10 gotas de (NH4)HPO4 5 gotas de NH4OH R

C

Ba3(PO4)2, Sr3(PO4)2, Ca3(PO4)2

solución: eliminar

 Lavar  5 gotas de CH3COOH  Agregar 1 ml de agua  3 gotas de K2CrO4 R

C solución: Sn2+, Ca2+

BaCrO4 pp. amarillo

Agregar NH4OH hasta alcalinidad R

C

Sr3(PO4)2, Ca3(PO4)2

solución eliminar

 Agregar 5 gotas de CH3COOH  5 gotas de agua  5 gotas de (NH4)2SO4  Calentar hasta ebullición R

C

solución: Ca 2+

SrSO4 pp. blanco

(NH 4)2C2O4 CaC2O4 pp. blanco 1. En un tubo de centrifuga añadir 5 gotas de CaCl2, SrCl2, BaCl2 respectivamente luego añadir 10 gotas de (NH 4)HPO4 y 5 gotas de NH4OH observando que se forma un precipitado de color blanco.

2. Pasamos a centrifugar por 5 minutos y desechamos la solución quedándonos con el precipitado blanco de

Ba 3(PO4)2,

Sr3(PO4)2, Ca3(PO4)2. 3. Luego lavamos el precipitado, agregamos 1ml de agua destilada y volvemos a centrifugar por 5 minutos, botamos el agua del lavado. 4. Al precipitado le agregamos 5 gotas de CH 3COOH y se solubiliza el precipitado quedándonos una solución incolora. 5. Agregamos 1 ml de agua y 3 gotas de K2CrO4 y se forma un precipitado de color amarillo. 6. Pasamos a centrifugar por 5 minutos separamos la solución en otro tubo y descartamos el precipitado amarillo que nos indica la presencia de bario con BaCrO4. 7. Ala solución de color amarillo que nos quedó le agregamos gotas de NH4OH hasta alcalinidad (anaranjado-amarillo). 8. Pasamos a centrifugar por 5 minutos y desechamos la solución. 9. Al precipitado le agregamos 5 gotas de CH 3COOH se solubiliza el precipitado, 5 gotas de agua, 5 gotas de (NH 4)2SO4 se pone blanco y lo calentamos hasta ebullición y observamos un precipitado blanco. 10. Pasamos a centrifugar por 5 minutos Pasamos a centrifugar por 5 minutos y separamos

la solución en otro tubo y botamos el

precipitado blanco que nos indica la presencia de Sr con SrSO 4. 11. Ala solución que nos quedó le agregamos 3 gotas de (NH 4)2C2O4 y se forma un precipitado blanco que nos indica la presencia de calcio con CaC2O4.

V.

RECOMENDACIONES 

La centrifuga es un instrumento que nos sirve para separar sustancias lo cual tiene un uso exclusivo que debe de ser en tubos

de centrifuga y la cantidad en los dos tubos deben de ser los mismo y además deben estar frente a frente y están localizados en pares de a dos. 

A la hora de utilizar ácidos debemos tener todos los implementos de seguridad para que no suframos quemaduras y eso debe hacerse dentro del extractor de gases.



al momento de utilizar los tubos de ensayo asegurarse de marcarlos adecuadamente y que estén en perfecta limpieza.

VI.

CONCLUSION 

El procedimiento analítico que utilizamos en la presente practica para la primera experiencia permite la confirmación de la existencia de los siguientes cationes: Ca2+, Ba2+, Sr en las diferentes soluciones, la observación cuidadosa de los colores del precipitado formado, tomando en cuenta la coloración adquirida por las mismas nos proporciona una información definitiva sobre la presencia o ausencia de ciertos iones.



A traes de distintas técnicas en el laboratorio pudimos comprobar la presencia de los cationes calcio y bario



Realizamos la archa sistemática una muestra que contenía los cationes del 4 grupo pudiendo identificarlo con su reactivo selectivo.

VII.

BIBLIOGRAFIA 

http://www.buenastareas.com/ensayos/Analisis-De-Cationes-Grupo4/2632668.html



http://www.buenastareas.com/ensayos/Analisis-De-Cationes-DelGrupo-4/5408883.html



http://www.buenastareas.com/ensayos/Cationes-De-Grupo4/48779646.html...