CURSO: QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA

CURSO: QUIMICA INORGANICA CUALITATIVAING.GEOLOGICATEORIA- CLASE 6Grupo III de CationesQuim. Elizabeth Espinosa D.Quim. Elizabeth Espinosa D.CONTENIDO DE LA CLASE 61.- Grupo III de cationes.2.-Subgrupos IIIA y IIIB, caractersticas.3.-Reacciones de los cationes del G-III.4.-Anfoterismo.5.-Reacciones redox6.-Reactivos orgnicos.

Quim. Elizabeth Espinosa D.GRUPO III DE CATIONES: Fe, Al, Cr, Ni, Co, Mn, Zn.CARACTERISTICAS 1.-Forman hidrxidos sulfuros practicamente insolubles en una solucin lig. alcalina por la adicin de NH4OH y iones S-2 en MSA clasica. Se ajusta el medio con NH4Cl para controlar la concentracin de iones OH- del amoniaco, evitar la precipitacion del Mg(OH)2 del grupo V grupo y separar al G-III en dos subgrupos2.-En el G-III hay 2 subgrupos: El del Zn: Ni, Co, Mn y Zn,y el subgrupo del Hierro: Fe, Al y Cr.Quim. Elizabeth Espinosa D.GRUPO III DE CATIONES: Fe, Al, Cr, Ni, Co, Mn, Zn,CARACTERISTICAS 3.-Fe, Al, y Cr precipitan como hidrxidos con NH4OH dil. en presencia de NH4Cl; los otros cationes quedan en solucin, y pueden ser precipitados despus por adicin (NH4)2S, en la MSA clasica. 4.-Interferencias: Los aniones PO4-3, tartrato, borato, y oxalato interfieren ya que forman sales poco solubles en agua con los cationes del G-IV, las que son solubles en cidos: Al agregar HCl para el G-1, seran solubilizadas y luego al alcalinizar con NH4OH-NH4Cl re-precipitaran junto con el G-III.

Quim. Elizabeth Espinosa D.GRUPO III DE CATIONES: Fe, Al, Cr, Ni, Co, Mn, Zn, CARACTERISTICAS 5.-Los minerales que contienen cationes del G-III incluyendo los sulfurados, son solubles en HCl cc segn la reaccin:ZnS + 2HCl ___ H2S (g) + Zn+2 + 2 Cl- 6.-Los cationes se clasifican como sigue por sus reacciones frente a las bases en exceso:6.1.-Solubles en NaOH: Al+3, Zn+26.2.- Solubles NH4OH: Cr+3, Ni+2, Zn+26.3.-Parcialmente solubles en NH4OH: Al+3, ( se evita adicionando NH4Cl).6.4.- Insolubles en ambos: Fe+3, Mn+2.

Quim. Elizabeth Espinosa D.GRUPO III DE CATIONES: Fe, Al, Cr, Ni, Co, Mn, Zn,CARACTERISTICAS 7.-Se aplica reacciones redox: En el grupo hay varios cationes que tienen mas de un numero de oxidacin, lo cual se aprovecha para identificarlos (Fe y Mn, especialmente).8.-Para identificar a determinados cationes de este grupo se usa reactivos orgnicos por presentar reacciones especificas.

Quim. Elizabeth Espinosa D.REACCIONES CARACTERISTICAS DE LOS CATIONES DEL G-III,1.- Zn+21.-Zn+2 + 2NaOH ___ Zn(OH)2 (s. blanco gelatinoso)Zn(OH)2 + 2NaOH___ Na2ZnO2 + 2H2OSoluble en exceso de reactivo, forma zincato de sodio (dif. con el Mn) y tambien el Zn(OH)2 se disuelve en cidos diluidos, Es anfotero.2.-Zn+2 + NH4OH___ Zn(OH)2 (s. blanco gelatinoso), soluble en exceso dando el complejo (Zn(NH4)6)(OH)2.Al agregar NH4Cl se inhibe la Precipitacion del Zn(OH)2 por reduccin de la conc. De los iones OH- Quim. Elizabeth Espinosa D.REACCIONES CARACTERISTICAS DE LOS CATIONES DEL G-III,1.- Zn+23.-ZnSO4 + K4(Fe(CN)6) ___ Zn2(Fe(CN)6)(s) + 2K2SO4El precipitado blanco de ferrocianuro de Zn se convierte en ferrocianuro de potasio y Zn aun menos soluble : Zn3K2(Fe(CN)6)2.El ferrocianuro es insoluble en cidos diluidos; se disuelve en hidrxidos alcalinos.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Ni+2, sales niquelosas de color verde1.-Ni+2 + NaOH __ Ni(OH)2 (s. verde, insoluble en exceso de reactivo) 2.- NiCl2 + NH4OH__ Ni(OH)Cl(s. verde sal bsica) + NH4Cl Ni(OH)Cl + 7NH4OH___ (Ni(NH3)6)(OH)2+ 6H2O+ NH4ClEl Ni(OH)2 se disuelve en soluciones de NH4OH de sales de amonio dando soluciones azul verdoso de iones complejos niqueloso amoniacales, las cuales no se oxidan por adicin de H2O2 por el O2 del aire (dif .con Co).Para oxidar el Ni(OH)2 se usa el hipoclorito de sodio en sol. pasando a Ni(OH)3, s. negro.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Ni+2El NH3 en presencia de NH4Cl no precipita ni Ni(OH)2 ni Ni(OH)Cl.3.-Con dimetilglioxima C4H8O2N2, se forma un precipitado rojo escarlata de nquel dimetilglioxima (Ni-DMG) en soluciones dbilmente alcalinizadas con NH4OH con acetato de sodio; la Precipitacion se acelera por ebullicin.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Ni+2Se obtiene un complejo de alto peso molecular, muy voluminoso de formula (C4H7O2N2)2Ni, en el cual el Ni+2 esta unido al reactivo orgnico por enlaces inicos y covalentes coordinados, caracterstico del Ni+2 (muy sensible)Interfieren el Fe+2, Bi+3 y el Co+2 cuando esta en concentracin 10 veces mayor a la de Ni+2. Estas interferencias se evitan agregando un tartrato. No debe haber agentes oxidantesQuim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Co+2, las soluciones cobaltosas son rosadas. 1.- Co(NO3)2 + NaOH ___ Co(OH)NO3 + NaNO3En frio ppta.la sal bsica azul. Con exceso de NaOH hirviendo se obtiene el Co(OH)2 rosado.Al exponer al aire por ebullicin prolongada, el Co(OH)2 se oxida a Co(OH)3 negro parduzco; igualmente al add. Un agente oxidante.Si se adiciona sales de amonio, el precipitado se disuelve no se forma.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Co+2:2.-Co(NO3)2 + NH4OH ___ Co(OH)NO3 sal bsica azul, fcilmente soluble en exceso de NH4OH y soluciones de sales de amonio. La solucin amoniacal amarillo parduzca se torna rojiza por exposicin al aire, o de H2O2,dando sales complejas amoniacales amincobalticas :4CoOHNO3 + 28NH4OH+ O2___ 4(Co(NH3)6(OH)3+ 4NH4NO3+22H2O

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Co+2: (Co(NO3)2.6H2O)... 4.-Reaccin de identificacion con el reactivo alfanitrosobetanaftol: pptado. pardo rojizo cobaltinitrosobetanaftol Co(C10H6O2N)3 en medios acidificados con HCl actico diluidos. El pptado se puede extraer con CCl4 dando una solucin rojo purpura. Interferencias: Ni+2 y Fe+3, pero el complejo de Ni es soluble en HCl diluido y el agregado de NaF evita la interferencia del Fe+3. Esta reaccin confirma la presencia de Co+2.

Quim. Elizabeth Espinosa D. Mn+2, las soluciones de Mn+2 son generalmente rosadas.1.-MnCl2 + 2NaOH __ Mn(OH)2(s) + 2NaClPrecipitado blanco de hidrxido manganoso insol. en exceso de reactivo; el pptado se oxida fcilmente al aire a Mn(OH)3, hidrxido mangnico 4Mn(OH)2 + 2H2O+ O2___ 4Mn(OH)3(s) pardo2.- MnCl2 + 2NH4OH___Mn(OH)2(s) + 2NH4Cl Precipitacin parcial del hidrxido de Mn II, el cual es soluble en sales de amonio.Quim. Elizabeth Espinosa D.Do 15Reacciones del Mn+2...Si se adiciona sales de amonio no se produce la Precipitacin del Mn(OH)2. Por exposicin al aire, se precipita el Mn(OH)3 acido manganoso H2MnO3, de color pardo. 3.-Mn+2 + (NH4)2S___ MnS.xH2O pptado hidratado de color carne, soluble en cidos diluidos (a dif. Del Ni y Co) y en ac. actico (diferencia con Ni, Co y Zn).

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Mn+2, MnS.xH2OEl NH4Cl ayuda a precipitar el MnS.xH2O coloidal. El pptado expuesto al aire se oxida y se torna pardo ,es el MnO2. Llevado a ebullicin con exceso de solucin de (NH4)2S, el sulfuro hidratado rosado se convierte en el sulfuro verde menos hidratado MnS.H2OMnCl2 + (NH4)2S + x H2O___ MnS.xH2O+ 2 NH4Cl

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Mn+2. 4.-Al adicionar bismutato de sodio solido a una sol.de sal manganosa en frio en medio nitrico diluido- agitar la mezcla , y filtrar el exceso de bismutato- se obtiene una solucin de cido permanganico color purpura(anion permanganato MnO4-).Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del ion Al+3:1.- Al+3 + NH4OH ___Al(OH)3 (s) blanco gelatinoso poco soluble en exceso de reactivo, menos soluble en presencia de sales de amonio. Parte del precipitado pasa a la solucin como (Al(OH)3) coloidal, luego se coagula por ebullicin de la solucin por adicin de sales solubles(como NH4Cl) produciendo un pptado de Al(OH)3 (Gel de hidrxido de aluminio). Si el pptado es reciente, se disuelve fcilmente en cidos y bases fuertes, pero despus de llevarlo a ebullicin es difcilmente soluble.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del ion Al+32.-Al+3 + 3NaOH ___ Al(OH)3 +NaOH(exceso) ___ NaAlO2 + 2H2O pptado blanco de Al(OH)3 soluble en exceso de reactivo dando aluminato de sodio( anfotero). Reaccin reversible.La pptacion del Al(OH)3 se inhibe en presencia de cidos tartrico, ctrico, mlico, azucares y otros compuestos orgnicos conteniendo grupo OH- al formar sales complejas solubles:

Los compuestos organicos interferentes se descomponen calcinando suavemente eliminndolos por ebullicin con H2SO4 o HNO3 antes de pptar el Al+3.Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del ion Al+3 3.- Reaccion de identificacion con Aluminon, Para evitar las interferencias (*) se disuelve el pptado de Al(OH)3 en HCl y se ajusta el medio como sigue: Al(OH)3 +3 HCl ___ AlCl3 + 3H2O AlCl3 + NH4C2H3O2 + Aluminon al 0.1% se agita, se deja reposar 5 min; se add un exceso de solucion amoniacal de (NH4)2CO3, da un pptado rojo brllante persistente en la solucin alcalina.

(**)Aluminon: sal del acido aurintricarboxilico C22H14O9. El hidrxido de aluminio adsorbe fuertemente este colorante dando un complejo de adsorcin laca rojo brillante.

Quim. Elizabeth Espinosa D. Interferencias al mtodo de aluminon: (*)El hierro debe estar ausente; el Cr+3 forma una laca similar en solucin de acetato pero se descompone fcilmente agregando sol. amoniacal de (NH4)2CO3.

El Be da una laca/* similar al Al.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Hierro, Fe+3, las soluciones de las sales frricas son de color amarillo anaranjado. 1.- Fe+3 + 3NH4OH___ Fe(OH)3 pptado pardo rojizo gelatinoso, voluminoso, insol. en exceso de reactivo pero sol. en cidos.Su solubilidad es tan baja (Kps 1,1x10-36) que se produce practicamente una pptacion total aun en presencia de sales de amonio (dif. con Fe+2,Ni+2, Co+2, Mn+2, Zn+2 y Mg+2).Quim. Elizabeth Espinosa D.23Hierro, Fe+3, FeCl3.6H2O No se produce pptacion en presencia de determinados cidos y azucares orgnicos (tartrico, ctrico, mlico, glicerina, manita, de forma similar que Al +3).2.-Fe+3 + 3NaOH ___ Fe(OH)3 pardo rojizo insol. en exceso de reactivo, diferencia con Al+3, y Cr+3.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reaccion de identificacin del Hierro, Fe+33.-Con tiocianato de amonio, da un complejo rojo sangre (Fe(CNS)6)-3, cuya sensibilidad aumenta con el exceso de reactivo. El complejo ferritiocianato frrico es mas soluble en ter y alcohol amlico: si se agita la solucin con uno de estos solventes, el color migrara a la capa orgnica. Interfieren los fosfatos, arseniatos, boratos, yodatos, acetatos, oxalatos, citratos y sus correspondientes cidos libres

Quim. Elizabeth Espinosa D.Reaccion de identificacin del Hierro, Fe+34.-Con el ferrocianuro frrico, en soluciones neutras dbilmente acidas da un pptado azul intenso de ferrocianuro frrico: Azul de Prusia:4FeCl3 + 3K4(Fe(CN)6)__ Fe4(Fe(CN)6)3 +12KCl El pptado es soluble en un gran exceso de ferrocianuro dando una solucin azul; es insol en HCl diluido, pero se disuelve en HCl cc, y en sol.de acido oxlico.

Quim. Elizabeth Espinosa D.Cr+3:Sales en solucion acuosa presentan colores verde violeta1.-Con bases fuertes, da hidrxido de cromo de color gris verdoso Cr(OH)3(s)Soluble en exceso de iones OH-, la solucion resulta de color verdoso, ion cromito: (CrO2)-Si se lleva a ebullicin la solucion de cromito, se descompone y reprecipita el Cr(OH)3.2.-Con bases dbiles, forma Cr(OH)3 (s) parcialmente soluble en NH3 en exceso al formarse el complejo (Cr(NH3)6)+3, que da un color rosado a la solucion. Si se hieve, el complejo tambin se descompone.Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Cr+3:3.- El ion Cromito (CrO2)- en m. bsico (*) (exceso de OH-) reacciona con los perxidos (H2O2, PbO2 (perxido de plomo) y otros, a ebullicin oxidandose a ion cromato:2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- === 2CrO4-2 + 4H2OSolucion de color amarillo.4.-Las reacciones de identificacion del cromo, se efectan a partir del ion cromato. Hay que oxidarlo previamente y se puede hacer en medio basico (*) o en acido, con uno de los oxidantes: MnO4-, bismutato de sodio Na2BiO3 o de potasio, etc., clorato de potasio KClO3; Yodato de potasio KIO3, persulfato alcalinos como Na2S2O8. En todas las reacciones de oxidacin en m.acido se incluye AgNO3 como catalizador.Quim. Elizabeth Espinosa D.Reacciones del Cr+3:Oxidacion del Cr+3 Por va seca: Se funde una porcin de muestra con Na2CO3, agregando un oxidante fuerte como nitrato, clorato, perclorato de potasio, oxilita (Na2O2).Pasar de Cr+3 a Cr+6 es mas fcil en medio alcalino, mientras que el CrO4= y el Cr2O7= se reducen rpidamente a Cr+3 por los siguientes agentes reductores: Fe+2, Sn+2, S-2, SO3=,I-,alcohol etlico, acido oxlico, etc.Quim. Elizabeth Espinosa D.