Clase 6 quim.inorganica cualitativa

CURSO:
QUIMICA
INORGANICA
CUALITATIVA
ING.GEOLOGICA
TEORIA- CLASE 6
Grupo III de Cationes
Quim. Elizabeth Espinosa D.

CONTENIDO DE LA CLASE 6
 1.- Grupo III de cationes.
 2.-Subgrupos IIIA y IIIB, características.
 3.-Reacciones de los cationes del G-III.
 4.-Anfoterismo.
 5.-Reacciones redox
 6.-Reactivos orgánicos.

GRUPO III DE CATIONES: Fe, Al, Cr, Ni, Co, Mn,
Zn.
CARACTERISTICAS
1.-Forman hidróxidos ò sulfuros practicamente
insolubles en una solución lig. alcalina por la
adición de NH4OH y iones S-2 en MSA clasica.
Se ajusta el medio con NH4Cl para controlar la
concentración de iones OH- del amoniaco,
evitar la precipitacion del Mg(OH)2 del grupo
V grupo y separar al G-III en dos subgrupos
2.-En el G-III hay 2 subgrupos:
El del Zn: Ni, Co, Mn y Zn,
y el subgrupo del Hierro: Fe, Al y Cr.

GRUPO III DE CATIONES: Fe, Al, Cr, Ni,
Co, Mn, Zn,CARACTERISTICAS …
 3.-Fe, Al, y Cr precipitan como hidróxidos
con NH4OH dil. en presencia de NH4Cl;
los otros cationes quedan en solución, y
pueden ser precipitados después por
adición (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 ácidos: Al agregar HCl
para el G-1, serían solubilizadas y luego al
alcalinizar con NH4OH-NH4Cl re-precipitarìan
junto con el G-III.

Co, Mn, Zn, CARACTERISTICAS …
 5.-Los minerales que contienen cationes del G-III
incluyendo los sulfurados, son solubles en HCl cc
según la reacción:
 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+2
 6.2.- Solubles NH4OH: Cr+3, Ni+2, Zn+2
 6.3.-Parcialmente solubles en NH4OH: Al+3, ( se evita
adicionando NH4Cl).
 6.4.- Insolubles en ambos: Fe+3, Mn+2.

Co, Mn, Zn,CARACTERISTICAS …
 7.-Se aplica reacciones redox: En el
grupo hay varios cationes que tienen mas
de un numero de oxidación, lo cual se
aprovecha para identificarlos (Fe y Mn,
especialmente).
 8.-Para identificar a determinados
cationes de este grupo se usa reactivos
orgánicos por presentar reacciones
especificas.

REACCIONES CARACTERISTICAS DE LOS
CATIONES DEL G-III,1.- Zn+2
 1.-Zn+2 + 2NaOH ___ Zn(OH)2 (s. blanco
gelatinoso)
 Zn(OH)2 + 2NaOH___ Na2ZnO2 + 2H2O
 Soluble en exceso de reactivo, forma zincato de
sodio (dif. con el Mn) y tambien el Zn(OH)2 se
disuelve en ácidos 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 reducción de la conc. De los iones
OH-Quim.
Elizabeth Espinosa D.

REACCIONES CARACTERISTICAS DE LOS
CATIONES DEL G-III,1.- Zn+2
 3.-ZnSO4 + K4(Fe(CN)6) ___ Zn2(Fe(CN)6)(s) +
2K2SO4
 El 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 ácidos diluidos;
se disuelve en hidróxidos alcalinos.

Reacciones del Ni+2, sales niquelosas de
color verde
 1.-Ni+2 + NaOH __ Ni(OH)2 (s. verde, insoluble en
exceso de reactivo)
 2.- NiCl2 + NH4OH__ Ni(OH)Cl(s. verde sal básica)
+ NH4Cl
 Ni(OH)Cl + 7NH4OH___ (Ni(NH3)6)(OH)2+ 6H2O+
NH4Cl
 El Ni(OH)2 se disuelve en soluciones de NH4OH ò
de sales de amonio dando soluciones azul
verdoso de iones complejos niqueloso
amoniacales, las cuales no se oxidan por adición
de H2O2 ò 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.

Reacciones del Ni+2…
 El 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 níquel dimetilglioxima (Ni-DMG)
en soluciones débilmente
alcalinizadas con NH4OH ò con
acetato de sodio; la Precipitacion se
acelera por ebullición.

Reacciones del Ni+2…
 Se obtiene un complejo de alto peso
molecular, muy voluminoso de formula
(C4H7O2N2)2Ni, en el cual el Ni+2 esta unido
al reactivo orgánico por enlaces iónicos y
covalentes coordinados, característico del
Ni+2 (muy sensible)
 Interfieren el Fe+2, Bi+3 y el Co+2 cuando
esta en concentración 10 veces mayor a la
de Ni+2. Estas interferencias se evitan
agregando un tartrato. No debe haber
agentes oxidantes

Reacciones del Co+2, las soluciones
cobaltosas son rosadas.
 1.- Co(NO3)2 + NaOH ___ Co(OH)NO3 +
NaNO3
 En frio ppta.la sal básica azul. Con exceso de
NaOH ò hirviendo se obtiene el Co(OH)2
rosado.
 Al exponer al aire ò por ebullición
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 ò no se forma.

Reacciones del Co+2:
 2.-Co(NO3)2 + NH4OH ___ Co(OH)NO3 sal
básica azul, fácilmente soluble en exceso
de NH4OH y soluciones de sales de
amonio. La solución amoniacal amarillo
parduzca se torna rojiza por exposición al
aire, o de H2O2,dando sales complejas
amoniacales amincobalticas :
 4CoOHNO3 + 28NH4OH+ O2___
4(Co(NH3)6(OH)3+ 4NH4NO3+22H2O

Reacciones del Co+2: (Co(NO3)2.6H2O)...
4.-Reacción de identificacion con el reactivo
alfanitrosobetanaftol: pptado. pardo rojizo
cobaltinitrosobetanaftol Co(C10H6O2N)3 en
medios acidificados con HCl ò acético diluidos.
El pptado se puede extraer con CCl4 dando una
solución 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 reacción confirma la presencia de Co+2.

Mn+2, las soluciones de Mn+2 son generalmente
rosadas.
 1.-MnCl2 + 2NaOH __ Mn(OH)2(s) + 2NaCl
 Precipitado blanco de hidróxido manganoso
insol. en exceso de reactivo; el pptado se oxida
fácilmente al aire a Mn(OH)3, hidróxido
mangánico
 4Mn(OH)2 + 2H2O+ O2___ 4Mn(OH)3(s) pardo
 2.- MnCl2 + 2NH4OH___Mn(OH)2(s) + 2NH4Cl
Precipitación parcial del hidróxido de Mn II, el
cual es soluble en sales de amonio.

Reacciones del Mn+2...
 Si se adiciona sales de amonio no se
produce la Precipitación del Mn(OH)2.
 Por exposición al aire, se precipita el
Mn(OH)3 ò acido manganoso H2MnO3,
de color pardo.
 3.-Mn+2 + (NH4)2S___ MnS.xH2O pptado
hidratado de color carne, soluble en
ácidos diluidos (a dif. Del Ni y Co) y en
ac. acético (diferencia con Ni, Co y Zn).

Reacciones del Mn+2, MnS.xH2O…
 El NH4Cl ayuda a precipitar el
MnS.xH2O coloidal. El pptado
expuesto al aire se oxida y se torna
pardo ,es el MnO2. Llevado a
ebullición con exceso de solución de
(NH4)2S, el sulfuro hidratado rosado se
convierte en el sulfuro verde menos
hidratado MnS.H2O
MnCl2 + (NH4)2S + x H2O___
MnS.xH2O+ 2 NH4Cl

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
solución de ácido permanganico
color purpura(anion permanganato
MnO4-).

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 solución como
(Al(OH)3) coloidal, luego se coagula por
ebullición de la solución ò por adición de sales
solubles(como NH4Cl) produciendo un pptado de
Al(OH)3 (Gel de hidróxido de aluminio). Si el
pptado es reciente, se disuelve fácilmente en
ácidos y bases fuertes, pero después de llevarlo a
ebullición es difícilmente soluble.

Reacciones del ion Al+3…
 2.-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).
Reacción reversible.
 La pptacion del Al(OH)3 se inhibe en presencia
de ácidos tartárico, cítrico, málico, azucares y
otros compuestos orgánicos conteniendo grupo
OH- al formar sales complejas solubles:
 Los compuestos organicos interferentes se descomponen
calcinando suavemente ò eliminándolos por ebullición
con H2SO4 o HNO3 antes de pptar el Al+3.

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 solución alcalina.
(**)Aluminon: sal del acido aurintricarboxilico C22H14O9.
El hidróxido de aluminio adsorbe fuertemente este
colorante dando un complejo de adsorción ò laca rojo
brillante.

Interferencias al método de aluminon:
(*)El hierro debe estar ausente; el Cr+3 forma una
laca similar en solución de acetato pero se
descompone fácilmente agregando sol.
amoniacal de (NH4)2CO3.
El Be da una laca/* similar al Al.

Hierro, Fe+3, las soluciones de las sales férricas
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
ácidos.
 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).

Hierro, Fe+3, FeCl3.6H2O
 No se produce pptacion en presencia
de determinados ácidos y azucares
orgánicos (tartárico, cítrico, málico,
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.

Reaccion de identificación del Hierro,
Fe+3
 3.-Con tiocianato de amonio, da un complejo
rojo sangre (Fe(CNS)6)-3, cuya sensibilidad
aumenta con el exceso de reactivo.
 El complejo ferritiocianato férrico es mas
soluble en éter y alcohol amílico: si se agita la
solución con uno de estos solventes, el color
migrara a la capa orgánica.
 Interfieren los fosfatos, arseniatos, boratos,
yodatos, acetatos, oxalatos, citratos y sus
correspondientes ácidos libres

Reaccion de identificación del Hierro,
Fe+3…
 4.-Con el ferrocianuro férrico, en
soluciones neutras ò débilmente
acidas da un pptado azul intenso de
ferrocianuro férrico: 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 solución azul; es insol
en HCl diluido, pero se disuelve en HCl cc, y
en sol.de acido oxálico.

Cr+3:Sales en solucion acuosa
presentan colores verde ò violeta
 1.-Con bases fuertes, da hidróxido 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 ebullición la solucion de cromito,
se descompone y reprecipita el Cr(OH)3.
 2.-Con bases débiles, 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 también se descompone.

Reacciones del Cr+3:
 3.- El ion Cromito (CrO2)- en m. básico (*) (exceso de
OH-) reacciona con los peróxidos (H2O2, PbO2
(peróxido de plomo) y otros, a ebullición oxidandose
a ion cromato:
 2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- === 2CrO4-2 + 4H2O
 Solucion de color amarillo.
 4.-Las reacciones de identificacion del cromo, se
efectúan 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 oxidación en m.acido se incluye
AgNO3 como catalizador.

Reacciones del Cr+3:…
 Oxidacion del Cr+3 Por vía seca: Se funde
una porción 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 fácil en medio
alcalino, mientras que el CrO4= y el Cr2O7=
se reducen rápidamente a Cr+3 por los
siguientes agentes reductores: Fe+2, Sn+2, S-
2, SO3=,I-,alcohol etílico, acido oxálico, etc.

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