Solutions for the Companies

Medio HCl 12 M HCl 6 M HCl 0,3 M NH3/NH4⁺

Catión

As(V) ^{As2S5  As2S5  As2S5  +As2S3} + S° AsS4^3-

amarillo amarillo amarillo incoloro

As(III) ^{As2S3  As2S3  As2S3  AsS2}

-

amarillo amarillo amarillo incoloro

Sb(V) --- --- ^{Sb2S5  SbS3-} rojo-naranja incoloro Sb(III) --- --- ^{Sb2S3  Sb2S3}+ SbS2^- rojo-naranja rojo-naranja Sn(IV) --- --- ^{SnS2  SnS2} + SnS3^2- amarillo amarillo

Sn(II) --- --- SnS  pardo SnS  pardo

Ag⁺ _--- Ag2S  negro Ag2S  negro Ag2S  negro

Hg²⁺ --- HgS  negro HgS  negro HgS  negro

Hg2²⁺ --- HgS+ Hg° HgS+ Hg° HgS+ Hg°

negro negro negro

Pb²⁺ --- --- PbS  PbS 

negro negro

Bi³⁺ _{--- ---} Bi3S2  Bi2S3 

pardo pardo

Cu²⁺ --- CuS  CuS  CuS 

negro negro negro

Cd²⁺ _{--- --- CdS  CdS } amarillo amarillo Ni²⁺ --- --- --- NiS  negro Co²⁺ --- --- --- CoS  negro Zn²⁺ _{--- --- --- ZnS } blanco Fe3+ * * * ** Fe2S3  negro Mn²⁺ _{--- --- ---} ^{MnS }_rosa

(*) En medio ácido, a pesar de la gran estabilidad del Fe2S3 Ksp= 10^-85 , éste no se puede obtener, ya que el Fe⁺³ es un oxidante relativamente fuerte y el sulfuro un reductor, la reacción redox es entonces más favorable que la precipitación y se obtiene Fe⁺² y un precipitado blanco lechoso de azufre [1].

( **) En medio alcalino, disminuye el carácter oxidante del Fe³⁺ y sólo en presencia de un complejante que evite la precipitación del hidróxido, como por ejemplo tartrato, precipitará Fe2S3 [1]

[1] Burriel Martí, F; Lucena Conde,F et al, Química Analítica Cualitativa, Duodécima Edición,(1985) Ed. Paraninfo Madrid 587-588.

TAREA DE AULA

EJERCICIOS DE ANIONES

1- Indicar de los siguientes aniones, cuales están ausentes, cuales son probables con evidencia

y cuales sin evidencia:

A. SO₃^2- ; PO43- ; AsO₄^3-

Pptación Ag(I): pp amarillo totalmente soluble en ácido. Pptación Ca(II)/Ba(II): pp. blanco totalmente soluble en ácido. REDOX: R₁, R₂, R₃ + O1 y O2 -

B. CrO₄^2- ; Cl^- ; Br^-

Pptación Ag(I): pp. rojo que deja residuo blanco en medio ácido. Pptación Ca(II)/Ba(II): pp. amarillo totalmente soluble en medio ácido. REDOX: R₁, R₂, R₃ - O1 y O2 +

C. S^2- ; I^- ; SO₃^2- ; NO₃^-

Pptación Ag(I): pp. negro insoluble en medio ácido. Pptación Ca(II)/Ba(II): no se observan cambios. REDOX: R₁, R₂ y R₃ + O1 y O2 –

D. NO₂^- ; S₂O₃^2- ; CO₃^2- ; Cl^-

Pptación Ag(I): pp. Blanco totalmente soluble en medio ácido. REDOX: R₁ -; R₂ +; R₃ +O1 +; O2 –

E. NO₃^- ; Br^-; AsO₄^3-

Pptación Ag(I): pp.marrón, soluble en medio ácido. Pptación Ca(II)/Ba(II): pp.blanco soluble en medio ácido. REDOX: R₁, R₂ y R₃ - O₁ y O₂ +

F. I^- ; NO₂^- ; PO₄^3- ; Cl^- ; S₂O₃^2- ; AsO₄^3-

Pptación Ag(I): pp.marrón que en medio ácido deja residuo blanco. Pptación Ca(II)/Ba(II): pp. blanco totalmente soluble en medio ácido. REDOX: R₁ - ; R₂ + ; R₃ + O₁ + O₂ -

G. SO₄^2- ; S^2- ; I^- ; AsO₂

-Pptación Ag(I): pp.amarillo en medio neutro, parcialmente soluble en medio ácido. Pptación Ca(II)/Ba(II): pp. blanco soluble en medio ácido.

REDOX: R₁ + ( en medio alcalino) ; R₂ +; R₃ +O1 y O2 –

2- Para una muestra que contiene los siguientes aniones: Cl^- ; AsO₄^3- ; NO₃^-, completar el siguiente cuadro:

ENSAYO Observación ^{A- responsable de la Ec. qca. ión. de los}

observación A^- que reaccionan

Pptación Ag(I) REDOX

3- Para una muestra que contiene los siguientes aniones: NO₃^- ; SO₄^2- ; Cl^-, completar el siguiente cuadro:

ENSAYO Observación ^{A- responsable de Ec. qca. ión. de los}

la observación. A^- que reaccionan.

Pptación Ag(I)

Pptación Ca(II)/Ba(II)

4- Para una muestra que contiene los siguientes aniones AsO₂ ^-; PO₄ ^3-; I^- completar el siguiente cuadro:

ENSAYO Observación ^{A- responsable de la Ec. qca. ión. de los}

observación A^- que reaccionan

Pptación Ag(I)

REDOX

5- Dadas las siguientes observaciones obtenidas del análisis de una muestra que puede

contener los siguientes aniones: NO₂^- ; NO₃^- ; Cl^- ; AsO₄^3- ; PO₄^3-a) componer el siguiente cuadro:

ENSAYO Observación Criterio de descarte A^- descartado/s

Pptación Ag(I) Ppdo. negro en

medio neutro, residuo negro en medio ácido. REDOX R1; R2; R3 + O1; O2 - 29 ; S 2 -

6- Se dispone de 4 soluciones que contienen un anión cada una siendo los mismos NO3^- ; AsO43- ; S2O3^2- y I

-AsO43- 2- y I-. Identificarlos de acuerdo a los siguientes ensayos de óxido reducción:

ENSAYO 1 2 3 4 VR1 - - + - VR2 + - + - VR3 + - + - VO1 - - - + VO2 - + - - RESOLUCIONES DE ANIONES

1- A. Aniones probables con evidencia: SO₃^2-. PO4^3-

Aniones sin evidencia: ----Aniones ausentes: AsO₄^3-

B. Aniones probables con evidencia: CrO₄^2-, Cl ^- Aniones sin evidencia: ---

Aniones ausentes: Br^-

C. Aniones probables con evidencia: S^2-

Aniones sin evidencia: I^-

Aniones ausentes: SO₃^2- , NO₃^-

D. Aniones probables con evidencia: NO₂^- Aniones sin evidencia: CO₃^2-

Aniones ausentes: S₂O₃^2-, Cl^-

E. Aniones probables con evidencia: NO₃^-, AsO₄^3- Aniones sin evidencia:

---Aniones ausentes: Br^-

F. Aniones probables con evidencia: NO₂^-, Cl^-, AsO₄^3- Aniones sin evidencia: PO₄^3-

Aniones ausentes: I^-, S₂O₃^2-

G. Aniones probables con evidencia: I^-, AsO₂^- Aniones sin evidencia:

2-

ENSAYO Observación A^- responsable de la observación

Pptación Ag(I) Pp. marrón que deja AsO₄^3-, Cl^-

residuo blanco en medio

ácido

REDOX R1, R₂, R₃ - ; O₁ y O₂ + AsO₄^3- y NO₃^-

3-

ENSAYO Observación A^- responsable de la observación

Pptación Ag(I) Pp. blanco que deja residuo Cl^-, SO₄^2- (dependiendo de su blanco en medio ácido concentración)

Pptación Pp. blanco insoluble en SO₄^2-

Ca(II)/Ba(II) medio ácido

4-

ENSAYO Observación A^- responsable de la observación

Pptación Ag(I) Pp. amarillo en medio I^- , PO₄^3- , AsO₂^-2

neutro que deja residuo

amarillo en medio ácido

REDOX R1, R₂, R₃ +; O₁ y O₂ - I^- , AsO₂^-2

5-

ENSAYO Observación Criterio de descarte. A^- descartado/s

Pptación Ag(I) Ppdo. negro en medio No puedo descartar ---

neutro, residuo negro ningún anión

en medio ácido.

REDOX R1; R2; R3 + Aniones que dan O1 NO3^- ; NO₂^- ; AsO₄^3-

O1; O2 - y/ó O2 +

6- Solución 1: I^- Solución 3: S₂O₃^2- Solución 2: NO₃^- Solución 4: AsO₄^3-

EJERCICIOS DE CATIONES

1- a) Plantear las reacciones químicas de los siguientes cationes Al(H₂O)₆³⁺ -Bi(H₂O)₆³⁺ -

Hg(H₂O)₆²⁺ - Fe(H₂O)₆³⁺ frente al agua. Discutir qué recurso utilizaría para mantener la identidad de los cationes.

b) Responder con verdadero o falso a las siguientes aseveraciones. Justificar su respuesta. b1-Todos los cationes ácidos reaccionan con agua dando sales insolubles de sus bases

conjugadas.

b2-El Cr(OH)₃ (s) y el Al(OH)₃ (s) con OH^- en exceso se separan entre sí por formación de

hidroxocomplejo.

b_{3 -} El Bi(OH)₃ y el Al(OH)₃ se separan entre sí por formación de hidroxocomplejos. b₄

- El Bi(OH)3 y el Zn(OH)2 se separan entre si por agregado de NH3 en exceso.

b5 -Todos los hidróxidos se disuelven por agregado de ácido, mediante un proceso ácido base. b₆-Todos los hidróxidos se disuelven por agregado de OH^- en exceso, por formación de

hidroxocomplejos.

b7-Todos los hidróxidos se disuelven por agregado de NH₃ concentrado, por formación de

aminocomplejos.

b8-El SCd se disuelve mediante el agregado de HCL, por un proceso ácido base.

2- Analizar la separación de dos especies catiónicas con los siguientes reactivos generales:

NH₃ –HCl. Plantear las ecuaciones químicas iónicas netas.

a) Ag ⁺ - Fe³⁺

b) Hg22+ - Na ⁺

3- Proponer la separación de dos o tres especies catiónicas con los siguientes reactivos

generales: Na(OH) - NH₃ -TA (Ver tablas adjuntas). Plantear las ecuaciones químicas iónicas netas. a) Al ³⁺- Cu²⁺ b) Cr³⁺ - Mn²⁺ c) Bi ³⁺- Pb²⁺ d) Al ³⁺- Ni²⁺ - Ba²⁺ e) Hg ²⁺- Cr³⁺ - Zn²⁺

4- En base a la lista de reactivos generales (Ver tablas), plantear la separación de los

siguientes cationes. A) Fe³⁺ - Cu²⁺ B) Cr³⁺- Bi³⁺ C) Ni²⁺ - Cu²⁺ D) Ag⁺- Cu²⁺- Mn²⁺

E) Bi³⁺- Zn²⁺- Mg²⁺

F) Fe³⁺ - Cr³⁺- Ni²⁺- Ag⁺- Na⁺

Realizar un esquema de separación, plantear las ecuaciones químicas iónicas netas.

5- Analizar la separación de dos compuestos con los siguientes reactivos generales: H₂O– HCl. Plantear las ecuaciones químicas iónicas netas.

a) BaSO₄ - BaSO₃

b) Fe(OH)₃ - AgCl

c) KNO₃ - CuO

6- Proponer la separación de dos compuestos con los siguientes reactivos generales:

H₂O – Na(OH) – NH₃. Plantear las ecuaciones químicas iónicas netas.

a) Fe(OH)₃ - Zn(OH)₂

b) AgCl - CuS c) Hg₂Cl₂ - NH₄Cl

7- Dados los siguientes cationes decir cuál/es puede contener la muestra y cuál/es no: Hg²⁺ - Pb²⁺ - Bi³⁺ - Cd²⁺ - Cu²⁺

a) Solución que al ser tratada con tioacetamida en HCl 0,3 M da un precipitado negro que se

disuelve en medio de HNO₃ cc. Luego de eliminar TA, y de neutralizar el exceso de ácido, se trata con NH₃, obteniéndose una solución azul.

b) Solución que al tratarse con TA en HCl 0,3 M da precipitado pardo que se disuelve en HNO₃

cc. Se agrega HCl cc. y se calienta sin dejar llegar a sequedad; se neutraliza y luego se agrega NH₃, dando precipitado blanco insoluble en álcali fuerte. La solución amoniacal es incolora.

c) Solución que al tratarla con NH₃ da un precipitado blanco soluble en álcali fuerte y solución azul.

8- Se tiene una solución que sólo puede contener cationes de 2^do y 3^er grupo y que al tratarse

con TA en medio amoniacal se forma un precipitado amarillo y una solución incolora. En base a lo anterior detalle:

Cuál/es cationes están ausentes (productos que hubiesen formado), cuál/es evidenciables y cuál/es cationes no presentan evidencias suficientes para decidir su presencia.

9- Una solución sólo puede contener los nitratos de los siguientes cationes: Pb²⁺ - Cu²⁺ - Bi³⁺ - Ag⁺ - Fe³⁺ - Na⁺ - Zn²⁺

Si a la misma se le efectúa el siguiente tratamiento:

a) Se agrega HCl diluido sin que se observen cambios visibles.

b) A la solución anterior se la alcaliniza con NH₃, observándose precipitado blanco y solución incolora.

En base a lo anterior detalle:

Cuál/es cationes están presentes, cuál/es están ausentes; y cuál/es no presentan suficiente evidencia.

10- Una muestra líquida sólo puede contener alguno/s de los siguientes cationes: Al³⁺ - Ag⁺ - Cd²⁺ - Na⁺ - Bi³⁺ - Cu²⁺

Ante el agregado de NH₃ concentrado, se observa un precipitado blanco y una solución incolora. Indique a su criterio, haciendo uso de reactivos generales, un esquema que le permita aclarar la constitución de la muestra.

11- Para una muestra que puede contener algunos de los siguientes cationes

Ag¹⁺ - Pb²⁺ - Cu²⁺ - Cd²⁺ - Fe³⁺ - Al³⁺ - Cr³⁺ - Ca²⁺ - Ni²⁺ - As (III)

se observa:

a) al adicionarle HCl diluido, no se observa precipitado.

b) al tratar la muestra con HCl 0.3M y TA en caliente, se obtiene un precipitado amarillo que

al tratarlo con NaOH en caliente se disuelve completamente.

c) del sobrenadante que acompaña al precipitado amarillo se elimina TA y se adiciona NH₃ / NH₄⁺ hasta un pH 9 dando un precipitado gris verdoso, el cual al tratarse con H₂O₂ e NaOH se disuelve totalmente, quedando una solución amarilla. A la solución que acompaña al precipitado gris verdoso se le agrega TA y no se obtiene precipitado.

Indique: Cationes presentes, ausentes y no evidenciables. Justifique.

12- A una solución que puede contener nitratos de alguno/s de los siguientes cationes Hg₂²⁺ - Cr³⁺ - Zn²⁺ - Co²⁺ - Na¹⁺

Se le realiza el siguiente tratamiento:

a) Se le adiciona NaOH hasta un pH 14, obteniéndose una solución verdosa.

b) A la solución obtenida en a) se le adiciona TA en caliente, obteniéndose un precipitado

blanco. Indique en base a esto: cationes ausentes, cationes no evidenciables y cationes responsables de las observaciones obtenidas. Justifique en cada caso con la fórmula del producto correspondiente. RESOLUCIONES DE CATIONES 1- a) [Al(H₂O)₆]³⁺ + H₂O [Al(H₂O)₅(OH)]²⁺ + H₂O [Al(H2O)4(OH)2]⁺ + H2O

↔

↔

↔

[Al(H₂O)₅(OH)]²⁺ + H₃O⁺ [Al(H₂O)₄(OH)₂]⁺ + H₃O⁺ [Al(H₂O)₃(OH)₃] + H₃O⁺ (Para los demás cationes es igual el planteo de los equilibrios)

b) b1 (F) b2 (F) b3 (V) b4 (V) b5 (V) b6 (F) b7 (F) b8 (F)

2-, 3-, 4- se desarrollarán en clase. Ejemplo modelo: caso 2a)

Ag¹⁺ Fe³⁺

+ NH3________ Ag(NH₃)₂¹⁺ Fe(OH)₃

Ecuaciones Químicas Iónicas Ag⁺ + 2 NH₃

↔

Ag(NH₃)₂⁺ Fe³⁺ + 3 NH₃ + 3 H₂O

↔

Fe(OH)₃ + 3 NH₄⁺ 5- a) HCL: SO₄Ba + H⁺

↔

NR SO₃Ba SO3^2- + H⁺

↔

↔

SO₃^2- + Ba²⁺ SO₃H^- SO₃Ba + H⁺

↔

SO₃H^-

+ Ba²⁺ b) HCL: Fe(OH)₃ + 3 H⁺

↔

Fe³⁺ + 3H₂O ; AgCl + H⁺

↔

NR

c) H₂O: El KNO₃ es soluble en H₂O y el CuO no lo es.

7- a) Probable con evidencia: Cu²⁺

Sin evidencia: Cd²⁺

Ausente: Hg²⁺, Pb²⁺, Bi³⁺

b) Probable con evidencia: Bi³⁺

Sin evidencia: Cd²⁺

Ausente: Hg²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺

c) Probable con evidencia: Pb²⁺, Cu²⁺

Sin evidencia: Cd²⁺

Ausente: Hg²⁺, Bi^3+.

8- Probables con evidencia: Son igualmente probables: Cd²⁺, Sn (IV) dando CdS(s), SnS₂(s). Ambos precipitados son amarillos, por lo que al menos uno debe estar presente para ser responsable de la observación.

Sin evidencias: Al³⁺, Zn²⁺, Mn²⁺ : sus precipitados quedan solapados.

As (III) y (V) ; Sb(V) dan tiosales incoloras solubles.

Ausentes: Hg²⁺→ HgS (s) (negro) Pb²⁺→ PbS (s) (negro) Cu²⁺ → CuS(s) (negro) Bi³⁺→ Bi₂S₃(s) (pardo) Sb (III) → Sb₃S₂ (s) ( naranja) Sn (II) → SnS (s) (pardo)

Fe⁺³ → Fe₂S₃ (s) ó Fe(OH)₃(s) ** Cr³⁺ → Cr(0H)₃ (s) (verdoso) Co²⁺ → CoS(s) (negro) Ni²⁺ → NiS(s) (negro)

** En medio neutro o alcalino y en presencia de un complejante que evite la precipitación de Fe(OH)₃, como por ejemplo tartrato, precipita el sulfuro férrico.

En medio ácido se ponen de manifiesto las propiedades redox, entonces al ser el Fe³⁺ un oxidante relativamente fuerte y el sulfuro un reductor, la reacción redox es más importante que la precipitación, obteniéndose Fe²⁺ y un precipitado lechoso de azufre.

9- Presentes: Bi³⁺ Ausentes: Pb²⁺, Ag¹⁺, Fe³⁺, Cu²⁺ Sin evidencia: Zn²⁺, Na¹⁺ 11. Presentes: As (III), Cr³⁺. Ausentes: Ag⁺ , Pb²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺ Sin evidencia: Al³⁺, Ca²⁺

12. Cationes responsables de la observación: Cr³⁺ → Cr(OH)₄^1- solución

verdosa. Zn²⁺ → ZnS (s) blanco

Cationes ausentes: Hg₂²⁺ → HgO(s) + Hg^° negro ; Co²⁺ → Co(OH)₂ (s)

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