ANLISIS DE LOS ANIONES LOS IONES.

PREPARACIN Y PRECIPITACIN. Los aniones no son precipitados por grupos como los cationes. En la mayora de los casos las separaciones son innecesarias. Las pruebas son realizadas para los iones individualmente en porciones separadas de la solucin. PROCEDIMIENTO DE ANLISIS.

Pruebas generales a ser realizadas para eliminacin. (1) Pruebas para grupos. (2) Prueba para agentes oxidantes. (3) Pruebas para agentes reductores. (4) Pruebas para sustancias voltiles. (5) Pruebas para compuestos de azufre.

Realizar pruebas para iones individuales que no fueron eliminados por las pruebas generales.

CLASIFICACIN DE LOS ANIONES Varias clasificaciones de los aniones han sido propuestas. Algunos autores proponen hasta 8 diferentes grupos mientras que otros apenas llegan a 3. Nosotros usaremos la siguiente clasificacin:

MTODO DE ANLISIS DE ANIONES. El mtodo para el anlisis de los aniones es muy diferente de aquel para los cationes. Aunque los aniones son clasificados en grupos, el grupo reactivo es usado solamente para mostrar la presencia o ausencia de ciertos aniones, y no como un mtodo de separacin. Muchos procedimientos han sido previstos en los cuales los aniones son precipitados por grupos y despus analizados, pero las desventajas de estos procedimientos tienen mucho ms peso que sus ventajas. Al contrario que los cationes, muchos aniones son completamente volatilizados o fcilmente oxidados o reducidos para formar iones totalmente diferentes. As en la precipitacin y redisolucin de un grupo precipitado, ciertos aniones pueden ser volatilizados y perdidos o podran ser transformados en algo diferente. El primer paso en el anlisis de una muestra desconocida para aniones consiste en hacer observaciones preliminares de color, acidez, etc. Luego se debe realizar una serie de pruebas generales. Estas observaciones y pruebas generales son muy valiosas como pruebas de eliminacin, eso es, ellas muestran la ausencia de ciertos iones o grupos de iones. Ellas son valiosas tambin de manera positiva en cuanto a que ellas indican la presencia de ciertos grupos o clases de otros aniones. Despus de las pruebas generales, las pruebas especficas son usadas para los iones individuales, cuya presencia es indicada en la prueba general.

a. Observaciones preliminares. Lo primero que se debe observar es el color de la muestra. De todos los aniones conocidos comnmente, slo los iones cromato, dicromato, ferricianuro, ferrocianuro y permanganato son coloreados, por consiguiente, una solucin incolora elimina la posibilidad de que los aniones antes sealados, se encuentren presentes. La solucin desconocida tambin debe someterse a una prueba de pH, o sencillamente con papel de tornasol. Muchos aniones no pueden existir en solucin cida. Cuando el ion tiosulfato es sometido a pH cido, el mismo se descompone con la formacin de azufre y dixido de azufre gaseoso. En solucin cida, los iones carbonato, sulfito, sulfuro, cianuro, nitrato y clorato son descompuestos y/o forman productos voltiles. Si el pH de la solucin desconocida es cido, se debe eliminar la presencia de los iones antes mencionados. Los iones ferrocianuro, ferricianuro y tiocianato se descomponen lentamente en solucin cida. Todos los aniones son estables en soluciones bsicas o neutras.

b. Pruebas Generales. Las pruebas de grupo son valiosas dado que muestran la presencia o ausencia de los aniones de los Grupos I y II. Los aniones del Grupo III son conocidos como el grupo soluble, similar al grupo V de cationes, y no hay pruebas directas que puedan serle realizadas a este grupo.

c. Pruebas para el Grupo I. La prueba para reconocimiento del Grupo I se realiza mediante la adicin de una solucin de nitrato de calcio-nitrato de bario a una solucin bsica de la muestra desconocida. Si la muestra desconocida es cida o neutra, primero se le debe alcalinizar con solucin de hidrxido de amonio. La formacin de un precipitado al aadir la mezcla de nitratos de calcio y bario, indica la presencia de aniones del Grupo I. Los aniones del Grupo I son precipitados como sales insolubles de calcio y bario. La mezcla de nitratos se emplea con la finalidad de asegurar la precipitacin completa. Los iones sulfato y cromato precipitan preferencialmente como sales de bario, mientras que el resto de los aniones son precipitados como sales de calcio. Los iones tartrato y borato, a baja concentracin, no forman precipitado con el reactivo del Grupo I, por consiguiente una prueba negativa del Grupo I no es concluyente en la eliminacin de los iones tartrato y borato. Los mismos tampoco precipitan con el reactivo del Grupo II, por esta razn tartrato y borato a son incluidos en el Grupo III. El ion fluoruro es otro ion que algunas veces causa dificultades en la prueba del Grupo I. El fluoruro de calcio se forma lentamente como un precipitado de aspecto baboso y transparente que algunas veces es ignorado. En las pruebas para el Grupo I la solucin no debe ser expuesta al aire por ms de 10 a 15 minutos. El dixido de carbono es adsorbido lentamente por la solucin bsica, el cual precipita como carbonato de calcio, resultando as una prueba falsa.

d. Pruebas para el Grupo II

El sobrenadante resultante de la prueba del Grupo I o la solucin original pueden emplearse directamente para hacer la prueba del Grupo II. Esta prueba se realiza aadiendo a la solucin desconocida (o al sobrenadante del Grupo I) una solucin de nitrato de plata y acidulando con cido ntrico. El cido ntrico debe ser aadido despus de que el nitrato de plata y la solucin desconocida hayan sido mezclados porque de otra manera los iones cianuro y sulfuro (si es que estn presentes) podran transformarse en gases voltiles (Sec. 39e) y perderse antes de que la prueba sea realizada. La formacin de un precipitado ratifica la presencia de aniones del Grupo II, los cuales precipitaran como compuestos insolubles de plata. Una prueba dbil para los aniones del Grupo II debe ser ignorada debido a que el ion cloruro se encuentra como impureza en la mayora de los reactivos.

e. Prueba para el Grupo III. No hay prueba directa para los aniones del Grupo III. Se deben realizar pruebas individuales a los aniones de este grupo con porciones individuales de la muestra desconocida.

f. Prueba para Agentes Reductores Cualquier ion que reaccione y reduzca al ion permanganato en solucin cida se clasificar como un Agente Reductor. En la prueba, la muestra desconocida es acidulada con cido sulfrico diluido y se aade una o dos gotas de permanganato de potasio 0,01M. La decoloracin de la solucin prpura del permanganato indica la presencia de agentes reductores. Los siguientes aniones reducen al ion permanganato inmediatamente en una solucin fra: sulfito, tiosulfato, arsenito, tartrato, citrato, ioduro, bromuro, tiocianato, cianuro, ferrocianuro y nitrito. El ion oxalato reacciona extremadamente lento con la primera gota de solucin de permanganato y se debe calentar la solucin para dar inicio a la reaccin. Sin embargo, una vez que la reaccin comienza las gotas subsiguientes reaccionan instantneamente. Este fenmeno se explica con la catlisis que el ion manganeso produce, cuando es formado en la reaccin. El ion cloruro tambin reduce lentamente al ion permanganato, pero esta reaccin no es catalizada pon el ion manganeso.

g. Prueba para Iones Oxidantes Cualquier ion que oxida al ion yoduro en solucin cida, convirtindolo en yodo libre, es clasificado aqu como un anin oxidante. La prueba se realiza acidificando la solucin desconocida y aadiendo solucin de yoduro de potasio junto con tetracloruro de carbono. Se agita fuertemente la mezcla y el yodo libre, color prpura, que se extrae en la capa orgnica es confirmativo de la presencia de agentes oxidantes. Los iones que dan una prueba positiva de agentes oxidantes son: cromato (dicromato), ferricianuro, clorato, nitrito y permanganato. Los iones nitrato y arseniato podran dar una prueba negativa o muy dbil dependiendo de la concentracin del ion o la acidez de la solucin. Una prueba dbil debe ser descartada porque podra haber sido causada por una ligera oxidacin debido al oxgeno del aire.

h. Prueba para Sustancias Voltiles. Una sustancia voltil es aquella que es fcilmente vaporizada o cambiada al estado gaseoso. Al acidificar la solucin desconocida, los siguientes iones producen gases: carbonato, sulfito, nitrito, tiosulfato, sulfuro y cianuro. Si estos iones estn presentes en concentraciones suficientemente altas, se puede notar la formacin de burbujas de gas o efervescencia cuando un cido fuerte se aade a la solucin. El ion carbonato siempre produce burbujas, mientras que los otros lo hacen solamente cuando estn en concentraciones elevadas. Despus de que se ha aadido cido, se debe calentar la solucin y realizar una prueba de olfato. Los iones sulfito y tiosulfato forman dixido de azufre gaseoso, el cual tiene un olor caracterstico. El ion nitrito produce NO y NO2 gaseosos los cuales tienen un olor metlico. Los sulfuros liberan sulfuro de hidrogeno gaseoso. Los cianuros producen cianuro de hidrogeno gaseoso, el cual tiene un olor a almendras (sin embargo, aproximadamente una de cada 10 personas no puede reconocer este olor). El sulfuro de hidrgeno y el cianuro de hidrgeno son muy venenosos, pero una cantidad muy pequea no es peligrosa. Sin embargo, se debe evitar la inhalacin continua. Al ser calentados, el ion acetato se transforma en cido actico, el cual produce un fuerte olor a vinagre, y el ion tiocianato genera cido iocinico, con olor penetrante. En general, a pesar de su utilidad, las pruebas de olor no son muy confiables dado que un olor puede enmascarar a otros. Otra razn de las fallas de estas pruebas se debe a la fatiga de los nervios olfativos que aun olores muy fuertes podran pasar desapercibidos despus de varias pruebas de olfato.

i. Prueba para Compuestos de Azufre Todos los compuestos que contienen azufre son oxidados para formar iones sulfato cuando son tratados con permanganato de potasio en solucin alcalina. El ion permanganato se convierte en dixido de manganeso insoluble en este proceso. Por ejemplo con tiocianato de potasio:

La solucin resultante se acidifica, se aade el perxido de hidrgeno para reducir el dixido de manganeso, y entonces se aade solucin de cloruro de bario. La formacin de un precipitado finamente dividido de sulfato de bario indica la presencia de compuestos de azufre.

PROCEDIMIENTOS DE ANLISIS POR GRUPOS PROCEDIMIENTOS PARA ANIONES DEL GRUPO I EJEMPLO DE SILICATO.

Coloque alrededor de 1 mL en un beaker pequeo y aada 1 mL de cido clorhdrico 6M. Agite. Si hay mucho silicato, se forma inmediatamente un gel de cido silcico.

Evapore esta mezcla a sequedad y contine calentando el residuo por 5 minutos aproximadamente despus de que se haya evaporado a sequedad.

Deje enfriar y entonces aada 1 mL de cido clorhdrico 6M y 5 mL de agua. Caliente y agite. Un residuo insoluble con aspecto de chicle de SiO2 indica un silicato.

Centrifugue y descarte el slido. Guarde la solucin para la prueba de sulfato. Si hay una gran cantidad de fluoruro presente, el ion silicato se volatiliza como SiF4 y la prueba de silicato dar un falso negativo.

EJEMPLO DE SULFATO.

Aada 1 mL de solucin de cloruro de bario al sobrenadante que reserv de la prueba de silicato. Un precipitado finamente dividido de sulfato de bario indica la presencia del ion sulfato.

Si se tiene la seguridad de la ausencia del ion silicato en la muestra desconocida, la prueba para sulfato puede ser hecha directamente en la muestra original solamente acidificando 1 mL de la muestra con cido clorhdrico 6M y aadiendo la solucin de cloruro de bario.

EJEMPLO DE TARTRATO Y CITRATO.

Coloque 2 mL de la solucin desconocida en una cpsula de porcelana o en un vidrio de reloj. Lentamente y con mucho cuidado, aada 2 mL cido sulfrico concentrado.

Agite y evapore la solucin hasta obtener vapores de tritxido de azufre. Si tartrato o citrato estn presentes, un ennegrecimiento ocurre en toda la solucin (no es solamente unas pequeas chispitas negras que podran ser causadas por partculas de papel o polvo). Adems, se nota evidentemente un olor a caramelo quemado.

PROCEDIMIENTOS PARA ANIONES DEL GRUPO II FERRICIANURO.

Coloque un mL de la muestra problema en un tubo de ensayo. Aada cido clorhdrico 6M hasta que la solucin sea cida, luego ana 5a10 gotas en exceso.

Aada 1 mL de solucin recin preparada de sulfato ferroso 1M. Un precipitado azul oscuro de ferricianuro ferroso (Turnbulls Blue) indica ferricianuro.

CIANURO.

Coloque 1 mL de la solucin desconocida en un tubo de ensayo. Aada solucin de hidrxido de sodio 2M, gota a gota, hasta que la solucin sea bsica; entonces aada alrededor de 10 gotas en exceso.

A esta solucin bsica aada alrededor de 5 gotas de solucin de sulfato ferroso recin preparada. Agite y caliente la mezcla a ebullicin.

Deje reposar la solucin hasta que enfre y acidifique con cido clorhdrico 6M.

Caliente, y entonces aada 2 a 3 gotas de solucin de cloruro frrico. Un precipitado azul profundo de ferrocianuro frrico indica cianuro. [NOTA: mezclas de los complejos de cianuro (Ferrocianuro, Ferricianuro y tiocianato) y el CN- simple no sern dados como muestra desconocida].

PROCEDIMIENTOS PARA ANIONES DEL GRUPO III NITRITO.

Coloque 1 mL de la solucin desconocida en un tubo de ensayo. Aada 1 mL de solucin de sulfato ferroso recin preparada.

Centrifugue y descarte cualquier precipitado. Aada otro mL de solucin de sulfato ferroso.

Acidifique con cido actico 6M. Un color marrn oscuro que desaparece por calentamiento, indica la presencia de nitrito. Si nitrito esta presente en la solucin, nitrato siempre se forma por oxidacin. Por consiguiente la prueba de nitrato puede omitirse si un nitrito es confirmado.

NITRATO.

Coloque 1 mL de la solucin desconocida en un tubo de ensayo y acidifique la solucin aadiendo cido sulfrico 3M, gota a gota. No aada un exceso muy grande del

cido.

Agregue perclorato de plata 0,5M (o sulfato de plata) a la solucin cida anterior, poco a poco y con agitacin, hasta que no se forme ms precipitado. Evite aadir un gran exceso de perclorato de plata (o sulfato de plata).

Aada 3 mL de solucin de sulfato ferroso recin preparado. Centrifugue si se forma algn precipitado.

Decante la solucin clara a un tubo de ensayo grande y enfre con un bao de

agua.

Mantenga el tubo de ensayo en ngulo, y lenta y cuidadosamente, aada cido PERMANGANATO.

El color prpura profundo del ion permanganato, el cual es reducido a ion manganoso incoloro por el efecto del peroxido de hidrogeno en solucin cida, es prueba suficiente de su presencia. La deteccin y reaccin de este ion son discutidas en el Grupo III de los Cationes.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIN ESCUELA PROFESIONAL DE EDUCACIN SECUNDARIA

BIOLOGA FSICA QUMICA Y LABORATORIO

QUMICA ANALTICA CUALITATIVA

ANLISIS DE ANIONES

PRESENTADO POR : Jos L. Choque Choque

DOCENTE :

SEMESTRE: VI

Puno, Agosto del 2015.