5 división de cationes
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QUÍMICA ANALÍTICA CUALITATIVATRANSCRIPT
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ANÁLISIS SISTEMATICO DE LA QUINTA DIVISION DE CATIONES
1. INTRODUCCIÓN
El quinto grupo consta de los cationes restantes: Li+, Mg2+, Na+, K+, NH4. La solución
en la que se encuentran estos cationes es el líquido que se desecha de la 4ta división.
Los miembros del grupo V del Análisis Cualitativo, se encuentran en los dos primeros
grupos de la tabla periódica, el amonio es el único catión descrito aquí, que no es
metálico y se comporta como tal en muchas reacciones. El litio es también miembro
del grupo V de cationes, pero no es considerado en gran cantidad.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
Realizar el reconocimiento de cationes de la quinta división de
cationes a través de otra técnica de identificación.
2.2. Objetivos Específicos
Analizar las características cualitativas presentes en la
identificación de los cationes del grupo 5.
Verificar los colores de los cationes formados.
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3. FUNDAMENTO TEORICO
El quinto grupo consta de los cationes restantes:
NH4+, Na+, Mg2+, K+, Rb+, Cs+, Li+
Se observa que los elementos quedan bien definidos en estos grupos a excepción
del Pb2+. Esto es debido a la solubilidad del PbCl2 (esta precipitación no es cuantitativa
ya que es insuficiente para permitir la completa eliminación de la especie en el grupo 1º).
Características de los elementos del 5to grupo:
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El magnesio es blanco plateado y muy ligero. El magnesio se conoce desde hace mucho
tiempo como el metal estructural más ligero en la industria, debido a su bajo peso y
capacidad para formar aleaciones mecánicamente resistentes.
Con una densidad de sólo dos tercios de la del aluminio, tiene incontables aplicaciones en
casos en donde el ahorro de peso es de importancia. También tiene muchas propiedades
químicas y metalúrgicas deseables que lo hacen apropiado en una gran variedad de
aplicaciones no estructurales.
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Es un metal suave, reactivo y de bajo punto de fusión, con una densidad relativa de 0.97
a 20ºC (68ºF). Desde el punto de vista comercial, el sodio es el más importante de los
metales alcalinos.
El sodio reacciona con rapidez con el agua, y también con nieve y hielo, para producir
hidróxido de sodio e hidrógeno. Cuando se expone al aire, el sodio metálico recién
cortado pierde su apariencia plateada y adquiere color gris opaco por la formación de un
recubrimiento de óxido de sodio. El sodio no reacciona con nitrógeno, incluso a
temperaturas muy elevadas, pero puede reaccionar con amoniaco para formar amida de
sodio. El sodio y el hidrógeno reaccionan por encima de los 200ºC (390ºF) para formar el
hidruro de sodio. El sodio reacciona difícilmente con el carbono, si es que reacciona, pero
sí lo hace con los halógenos. También reacciona con varios halogenuros metálicos para
dar el metal y cloruro de sodio.
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El cloruro de potasio se utiliza principalmente en mezclas fertilizantes. Sirve también
como material de partida para la manufactura de otros compuestos de potasio. El
hidróxido de potasio se emplea en la manufactura de jabones líquidos y el carbonato de
potasio para jabones blandos. El carbonato de potasio es también un material de
partida importante en la industria del vidrio. El nitrato de potasio se utiliza en fósforos,
fuegos pirotécnicos y en artículos afines que requieren un agente oxidante.
Es más reactivo aún que el sodio y reacciona vigorosamente con el oxígeno del aire para
formar el monóxido, K2O, y el peróxido, K2O2. En presencia de un exceso de oxígeno,
produce fácilmente el superóxido, KO2.
El potasio no reacciona con el nitrógeno para formar nitruro, ni siquiera a temperaturas
elevadas. Con hidrógeno reacciona lentamente a 200ºC (390ºF) y con rapidez a 350-
400ºC (660-752ºF). Produce el hidruro menos estable de todos los metales alcalinos.
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La reacción entre el potasio y agua o hielo es violenta, aun a temperaturas tan bajas
como –100ºC (-148ºF). El hidrógeno que se desprende se inflama normalmente a la
temperatura ambiente. La reacción con ácidos acuosos es aún más violenta y casi
explosiva.
Amonio
La atmosfera y las aguas naturales contienen pequeñas cantidades de amoniaco,
combinado al estado de nitrato o carbonato, resultado de la descomposición bacteriana
de la materia vegetal o animal.
4. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS
Materiales
4 Tubos de ensayo
1 Varilla de vidrio
1 Capsulo de porcelana.
1 Gotero
1 Pipeta
1 Pinzas de madera
1 Vaso de precipitado de 250 ml
1 Gradilla
1 Pizeta
1 Pera de goma
Equipos
1 Centrifugadora
1 Hornilla eléctrica
Reactivos
Agua destilada (H2O dest.)
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Sulfato de amonio, (NH4)2SO4 (4M)
Oxalato de amonio,(NH4)C2O4
Fostato de sodio, Na2HPO4 (4M)
Hidróxido de amonio, NH4OH
Acido nítrico, HNO3 (c)
Amoniaco, NH3 diluido (3 o 5N)
Acido acético, HAc
Acido clorhídrico, HCl dil.
Acido uranilo
Magneson
Hidróxido de sodio, NaOH dil.
Amarillo de titán
5. PROCEDIMIENTO
Al liquido del IV grupo añadir 2 gotas de (NH4)2SO4 (4M) y 2 gotas de (NH4)C2O4. Luego
llevamos hasta ebullición hasta que solo quede 2ml (si aparece precipitado separar por
centrifugación).Después dividimos el liquido en dos partes:
½ Liquido: Añadimos 4 gotas de Na2HPO4
(4M) y NH4OH ( Hasta ligero olor y pH≈10)
½ liquido: Colocar en capsula y añadiendo 2
gotas de HNO3 (c). Evaporar a sequedad
completa (cuidado).
Continuar calentando a la llama hasta
desprendimiento de total de humos de sales
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amoniacas. Separamos en dos partes:
Agitar vigorosamente la solución, luego
reposar varios minutos.
Al precipitado blanco Mg2+ de fosfato.
Centrifugar. Y lavar dos veces con NH3
diluido (3 o 5N)
1- Vía seca:
Na+: Amarillo vivo.
K+: Violeta.
2- Disolver el residuo
en 1 ml de agua.
Centrifugar si es
necesario.
Separamos en dos
partes (C y D):
Liquido:
Descartar
Precipitado:
Disolver con gotas de HCl dil.
Separamos en dos partes: A y B
C: ½ Liquido:
Añadimos gotas de
HAc hasta acidez, y
una pisca de cobalto
nitrilo o sol. fresca.
Añadir y calentar
suavemente y dejar
en reposos algunos
minutos. Precipitado
Amarillos cristalinos:
K+
D: ½ Liquido:
Agregamos 0.5 ml de
acido uranilo y Mg.
Agitar y reposar.
Precipitado amarillo
(cristales amarillos
tetraédricos o
rómbicos): Na+
A) Agregamos 2
gotas de
magneson y
gotas de
NaOH dil.
Hasta
alcalinidad.
B) A la
solución
acida
agregamos
2 gotas de
amarillo de
titán,
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Calentamos
un poco y
centrifugamos
. (Precipitado
azul: Mg2+)
alcalinizan
do con
NaOH.
Precipitado
Rojo : Mg2+
6. OBSERVACIONES
Al añadir 2 gotas de (NH4)2SO4 (4M) y 2 gotas de (NH4)C2O4 al líquido del IV grupo se
observó una solución transparente. después de llevar la misma a ebullición no se formó
precipitado así que se procedió a la división del líquido en dos partes:
½ Líquido: Al añadir 4 gotas de
NA2HPO4 (4M) y NH4OH hasta
ligero olor y pH≈10 se dio una
coloración blanquecina en la solución.
1/2 liquido: Luego de colocar en una capsula y añadir
2 gotas de HNO3 (c) se observó una solución
transparente. Al evaporar a sequedad completa se
tuvo mucho cuidado esto debido al peligro de
salpicaduras, en este paso se visualizó un
desprendimiento de total de humos de sales
amoniacas. Pasado esto se procedió a la división en
dos partes:
Luego de reposar varios minutos se
observó la presencia de un precipitado
blanco Mg2+ de fosfato, se pasó a
centrifugar y lavar, procediendo a una
nueva división.
1- Vía seca:
No se realizó los
ensayos por vía seca.
2- Se disolvió el residuo en
1 ml de agua. Luego se
Centrifugo y se separó
en dos partes (C y D):
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Liquido:
Fue
descarta
do
Precipitado:
Disuelto con gotas de HCl
dil. Separando este en dos
partes: A y B
C: ½ Liquido:
Una vez añadido las
gotas de HAc hasta
acidez, y dos de cobalto
nitrilo. Se observó una
solución naranja, esta
fue seguidamente
agitada , calentada y
dejada en reposo
logrando de esta
manera obtener un
precipitado de color
Amarillo cristalino: K+
D: ½ Liquido:
Al agregar 2 pepitas de
ácido uranilo la solución se
tornó de color amarillo.
Después de introducir la
misma MgCl2 se observó en
la base de la solución un
precipitado blanco. Luego
de agitar y dejar reposar se
obtuvo un precipitado
amarillo (cristales amarillos
tetraédricos o rómbicos):
Na+
A) Al agregar 2 gotas
de magneson solido se
presentó una
coloración café claro
y luego de agregar a
esta solución gotas
de NaOH dil. Hasta
alcalinidad se dio una
coloración violeta
oscuro. Después se
procedió a Calentar
un poco y centrifugar
quedando con
resultado un.
Precipitado de
coloración azul
B) Luego de agregar 2
gotas de amarillo de
titán a la solución
acida se logró
alcalinizar la misma
con NaOH. Logrando
obtener un
precipitado Rojo :
Mg2+
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marino: Mg2+)
7. CONCLUSION
Se logró claramente identificar los cationes pertenecientes al 5° grupo, observándose las
siguientes propiedades cualitativas:
Mg2+→Precipitado azul.
Mg2+→Precipitado Rojo.
K+→Precipitado Amarillo cristalino.
Na+ →Precipitado amarillo (cristales amarillos tetraédricos o rómbicos).
No se llevó a cabo la identificación de los siguientes cationes por vía seca:
K+→Violeta.
Na+→amarillo vivo.