Este documento describe un experimento para identificar la presencia de iones en una muestra de suelo. Se prepara una disolución de la muestra en agua y ácido nítrico, y se realizan pruebas para detectar cloruros, sulfatos, hierro y carbonatos mediante reacciones químicas. Los resultados muestran la presencia de iones en el suelo, aunque varían según la muestra. El objetivo era determinar experimentalmente la presencia de cationes y aniones en la disolución del suelo.
Identificación de iones en suelo mediante reacciones químicas
1. Armando Eusebio Arzate Ramírez
Alan Ramsés ríos Hernández
Eric López Mendoza
Víctor Chávez Ramírez
Sergio Flores Trejo
Grupo: 120-B
2. Planteamiento del problema
¿Cómo identificar la presencia de iones en una muestra de suelo?
Objetivo
Determinar experimentalmente la presencia de algunos cationes y
aniones en la disolución del suelo.
3. Hipótesis
Para la identificación de iones en el suelo se tendrá que agregar algunas sustancias
las cuales nos revelaran los iones contenidos en el suelo
Marco teórico
Ion
Un ion ("el que va", en griego; ἰών [ion] es el participio presente del verbo ienai: ‘ir’) es una subpartícula
cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra.
Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un átomo o
partícula, se han ganado o perdido electrones; este fenómeno se conoce como ionización.
Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen
como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida
de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).
Anión y catión significan:
Anión ("el que va hacia abajo") tiene carga eléctrica negativa.
Catión ("el que va hacia arriba") tiene carga eléctrica positiva.
Ánodo y cátodo utilizan el sufijo '-odo', del griego odos (-οδος), que significa camino o vía.
Ánodo: ("camino ascendente de la corriente eléctrica") polo positivo".
Cátodo: ("camino descendente de la corriente eléctrica") polo negativo".
Un ion conformado por un solo átomo se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por
dos o más átomos, que se denomina ion poliatómico.
4. pH
El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+]
presentes en determinadas sustancias.
La sigla significa ‘potencial hidrógeno’, ‘potencial de hidrógeno’ o ‘potencial de hidrogeniones’
(pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. =
hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió como
el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras
largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar
empleando la concentración molar del ion hidrógeno.
Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10–7] = 7
La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor
del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las que tienen pH
mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es agua).
5. Carbonato
Los carbonatos son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R'. Las sales tienen en común el anión
CO32- y se derivan del ácido carbónico H2CO3. Según el pH (la acidez de la disolución) están en equilibrio químico con
el bicarbonato y el dióxido de carbono.
La mayoría de los carbonatos, aparte de los carbonatos de los metales alcalinos, son poco solubles en agua. Debido a esta
característica son importantes en geoquímica y forman parte de muchos minerales y rocas.
El carbonato más abundante es el carbonato cálcico (CaCO3) que se halla en diferentes
formas minerales (calcita, aragonito), formandorocas sedimentarias (calizas, margas) o metamórficas (mármol) y es a
menudo el cemento natural de algunas areniscas.
Sustituyendo una parte del calcio por magnesio se obtiene la dolomita CaMg(CO3)2, que recibe su nombre por el geólogo
francés Déodat Gratet de Dolomieu.
Muchos carbonatos son inestables a altas temperaturas y pierden dióxido de carbono mientras se transforman en óxidos.
6. Cloruro
Los cloruros son compuestos que llevan un átomo de cloro en estado de oxidación formal -1. Por lo tanto corresponden
al estado de oxidación más bajo de este elemento ya que tiene completado la capa de valencia con ocho electrones.
Sulfato
Los sulfatos son las sales o los ésteres del ácido sulfúrico. Contienen como unidad común un átomo de azufre en el
centro de un tetraedro formado por cuatro átomos de oxígeno. Las sales de sulfato contienen el anión SO42-
Anión
Un anión es un ion (o ión) con carga eléctrica negativa, es decir, que ha ganado electrones.1 Los aniones monoatómicos
se describen con un estado de oxidación negativo. Los aniones poliatómicos se describen como un conjunto de átomos
unidos con una carga eléctrica global negativa, variando su estado de oxidación individuales y tiene cargas negativas
Catión
Un catión es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica positiva, es decir, que ha perdido electrones. Los
cationes se describen con un estado de oxidación positivo. Esto se debe a que ha ganado o perdido electrones de su
dotación, originalmente neutra, fenómeno que se conoce como ionización. Ion: En química, se define al ion o ión, del
griego ión (ἰών), participio presente de ienai "ir", de ahí "el que va", como una especie química, ya sea un átomo o una
molécula, cargada eléctricamente. Las sales típicamente están formadas por cationes yaniones (aunque
el enlace nunca es puramente iónico, siempre hay una contribución covalente).
También los cationes están presentes en el organismo en elementos tales como el sodio (Na) y el potasio (K) en forma
de sales ionizadas.
Ejemplo: K+ Perdió un electrón para quedar isoelectrónico con el Argón. Mg 2+ Perdió 2 electrones para quedar
isoelectrónico con el Neón
7. Materiales
muestra de suelo tamizado 2 vasos de precipitados de 250 mL
un embudo papel filtro, una cuchara cafetera
pizeta con agua destilada espátula
varilla de vidrio tiras de papel pH
3 tubos de ensaye rotulados del 1 al 3 ácido nítrico (HNO3) 0.1 M en gotero
nitrato de plata 0.1 M (AgNO3) en gotero cloruro de bario 0.1 M (BaCl2) en gotero
sulfocianuro de potasio 0.1 M (KSCN)en gotero
Previo a la actividad se sugiere realizar ensayos empleando disoluciones acuosas de iones: cloruro
(Cl-), sulfato (SO42-) y hierro III (Fe3 ) y la reacción de identificación de carbonatos (CO32-).
8. procedimiento
1. Preparación de la muestra: coloca 50 mL de agua destilada en un vaso, determina su pH utilizando una tira de
papel pH y anota el resultado. Agrega al vaso una cucharada de suelo tamizado, agita con la varilla de vidrio
durante 3 minutos. Agrega suficiente ácido nítrico 0.1M hasta que el pH de la disolución sea 1-2. Filtra la
mezcla utilizando el papel filtro y el embudo. Obtendrás una disolución A y un residuo sólido B.
I. Análisis de la disolución A
2. Identificación de cloruros (Cl-)
Coloca 2 mL de la disolución A acidificada en el tubo de ensayo N° 1. Agrega de 4 a 5 gotas de nitrato de plata 0.1
M y agita
3. Identificación de sulfatos (SO42-)
Coloca 2 mL de la disolución A acidificada en el tubo de ensayo N° 2, añade unas 10 gotas de cloruro de bario 0.1 M
4. Identificación de ion hierro (III) (Fe3)
Coloca 2 mL de la disolución A acidificada en el tubo de ensayo N° 3. Agrega de 3 a 4 gotas de sulfocianuro de
potasio 0.1 M
II. Análisis del residuo sólido B
5. Identificación de carbonatos (CO32-)
Pasa el residuo sólido B que quedó en el papel filtro a un vaso de precipitados. Agrega aproximadamente de 2 a 3 mL de
ácido nítrico 0.1 M
9. Anota los datos y observaciones en una tabla
Prueba para iones: reacciones testigo análisis de muestra
cloruros Cl- Precipitado blanco Nitrato de plata
sulfatos SO42- Precipitado blanco Sin sulfatos
hierro (III) Fe3 Color rojizo Sulfuricianuro de potasio
carbonatos CO32- efervescencia Sin carbones
10. Observaciones
En esta practica se confirmo la presencia de iones ya que se observaron
distintas reacciones químicas en las muestras
Conclusiones
Los iones están presentes en el suelo, es posible identificarlos con ayuda de
otras sustancias, aunque los resultados varían dependiendo de la muestra
de suelo analizada.