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1. SEPARACIÓN DE IONES LABORATORIO 5
SEPARACIÓN DE IONES
I. OBJETIVOS
 Estudiar el equilibrio entre un electrolito poco soluble y los iones que emite
en disolución y aplicar este principio en la separación de sustancias por el
método de precipitación.
 Observar las características de cloruros insolubles de iones de metales como
Ag+, Hg2
2+, Pb2+ e identificar la presencia de estos iones en una muestra
problema.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
Un electrolito poco soluble se disuelve en agua hasta el punto que se forma
una solución saturada de sus iones. Se define como solución saturada aquella
que se encuentra en equilibrio con el soluto no disuelto. Considere una
solución acuosa saturada de AgCl, puesto que el sólido es un compuesto
iónico, es un electrolito fuerte y produce iones Ag+ + Cl- al disolverse.,
estableciéndose el equilibrio entre el sólido no disuelto y los iones hidratados
en solución:
AgCl (sólido) Ag+
(ac) + Cl-
(ac)
La condición de equilibrio para una reacción para una solución saturada puede
expresarse por un cociente de reacción, en este caso tenemos
Keq = [Ag+] [Cl-]
[AgCl ]
La expresión de equilibrio para la disolución de un sólido iónico ligeramente
soluble depende sólo de las concentraciones molares de las especies en
solución, el equilibrio queda representado por la constante del producto de
solubilidad, Kps.
Kps = [Ag+] [Cl-]
El principio del producto de solubilidad dice: “el producto de solubilidad es
igual al producto de las concentraciones de los iones que participan en el
equilibrio, cada una elevada a la potencia de su coeficiente en la ecuación de
equilibrio”.
En términos de la solubilidad la forma de la expresión del Kps puede
generalizarse para solutos de diferentes tipos de iones. Para el cloruro de
plata, si s representa la solubilidad molar del cloruro de plata, [Ag+] = s y
[Cl-] = s; por tanto,
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2. SEPARACIÓN DE IONES LABORATORIO 5
Kps = [Ag+][Cl-] = s x s = s2
Para el cloruro de plomo(II), PbCl2
PbCl2 Pb2+ + 2Cl-
Si s representa la solubilidad molar, [Pb2+]= s y [Cl-]= 2s; de aquí se deduce:
Kps = [Pb2+][Cl-]2 = s x (2s)2 = 4s3
El Kps tiene un valor característico y fijo sólo a una temperatura determinada;
un precipitado, una vez formado, puede disolverse mediante cualquier proceso
que de lugar a que el producto iónico sea inferior al producto de solubilidad.
Uno de los métodos más usados en las separaciones es la precipitación. El
precipitado es el producto insoluble, es decir de Kps bajo, que puede contener
el constituyente deseado en la separación.
Los iones se pueden separar unos de otros con base en la solubilidad de sus
sales. Si se tiene una solución que contiene Ag+ y Cu2+, si se agrega HCl a la
solución, se precipita AgCl (Kps=1,8x10-10), en tanto que el Cu2+ permanece
en la solución pues el CuCl2 es soluble. La separación de iones en solución
acuosa empleando un reactivo que forma un precipitado con uno o unos pocos
de los iones se conoce como precipitación selectiva.
III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
A continuación se realizarán una serie de reacciones utilizando tres iones en
solución: Ag+, Hg2
2+ y Pb2+, haciendo una comparación de solubilidades entre
ellos con diferentes reactivos y finalmente se dará una solución problema la
cual contendrá uno, dos o tres iones los cuales deberán ser identificados,
dando como resultado en su informe los iones presentes en su muestra.
NOTA. Desarrollar simultáneamente los experimentos 1, 2 y 3.
Experimento No 1: Reacciones del ion plata, Ag+
1. Utilice dos tubos de ensayo de 13 x 100 marcados como “A” y “B”.
2. Adicione a cada tubo 5 gotas de nitrato de plata AgNO3 0,1 M, luego
agregue a ambos, gota a gota, una solución de HCl 6 M hasta que observe
la formación de un precipitado blanco. Evite el exceso de HCl 6 M, pues de
ser así se formará un complejo de plata soluble en solución acuosa.
3. En cada tubo obtendrá precipitado. Separe el líquido del precipitado de
cada tubo por decantación. Lave el precipitado con la mínima cantidad de
agua destilada y deseche el agua del lavado.
4. Realice la prueba de solubilidad en caliente al precipitado del tubo “A”.
Para ello adicione 20 gotas de agua destilada al tubo “A” y caliente en
“baño maría” hirviendo, por 5 minutos, agitando el tubo cuidadosamente
cada minuto. Observe si al cabo de este tiempo, el precipitado se ha
solubilizado totalmente. Anote.
5. Añada al tubo “B” 3 gotas de NH4OH 15 M, agite y observe. Luego agregue
a esta mezcla HNO3 6 M y observe lo que ocurre.
Experimento No 2: Reacciones del ion mercurioso, Hg2
2+
1. Utilice dos tubos de ensayo de 13 x 100 marcados como “A” y “B”.
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3. SEPARACIÓN DE IONES LABORATORIO 5
2. Adicione a cada tubo 5 gotas de Hg2(NO3)2 0,1 M. Luego agregue a cada
tubo, gota a gota, HCl 6 M. Hasta observar la formación de un precipitado
blanco que puede presentarse como turbidez.
3. Obtenido el precipitado separe cuidadosamente el líquido por decantación.
Lave el precipitado con la mínima cantidad de agua destilada y deseche el
agua del lavado.
4. Realice la prueba de solubilidad en caliente al precipitado del tubo “A”.
Para ello adicione 20 gotas de agua destilada al tubo “A” y caliente en
“bañomaría” hirviendo, por 5 minutos, agitando el tubo cuidadosamente
cada minuto. Observe si al cabo de este tiempo, el precipitado se ha
solubilizado totalmente. Anote.
5. Añada al tubo “B” 3 gotas de NH4OH 15 M, agite y observe. El cloruro de
mercurio (I), Hg2Cl2, reacciona con el hidróxido de amonio formando el
cloroamiduro mercúrico de color blanco y mercurio finamente dividido de
color negro.
Experimento No 3: Reacciones del ion plomo, Pb2+
1. En un tubo de ensayo de 13 x 100, añada 5 gotas de Pb(NO3)2 0,1 M.
Luego agregue gota a gota, HCl 6 M, hasta que se forme un precipitado
blanco.
2. Obtenido el precipitado se separa cuidadosamente el líquido por
decantación. Lave el precipitado con la mínima cantidad de agua destilada
y deseche el agua del lavado.
3. Realice la prueba de solubilidad en caliente al precipitado del tubo. Para
ello agregue 20 gotas de agua destilada y caliente en “baño maría”
hirviendo, por 5 minutos, agite el tubo cuidadosamente cada minuto.
Observe si al cabo de este tiempo, el precipitado se ha solubilizado
totalmente. Anote.
4. Saque el tubo del baño de calentamiento y agregue una o dos gotas de
cromato de potasio, K2CrO4 0,5 M. Deje enfriar y observe. El PbCl2
reacciona con el cromato de potasio formando el cromato de plomo (II) de
color amarillo.
Experimento No4: Separación e identificación de iones en una muestra
problema
1. El profesor le entregará 2 ml de una solución problema. Esta solución
podrá contener 1, 2 o los 3 iones estudiados.
2. A la solución problema agregue gota a gota HCl 6 M para que precipiten
los iones presentes como cloruros. Si no está presente alguno de los iones
no se formará el precipitado del mismo.
3. Una vez formado el precipitado, separe el líquido por decantación. Luego
lave el precipitado con agua destilada y deseche el agua del lavado.
4. Agregue al tubo que contiene el precipitado, una cantidad suficiente de
agua destilada. Caliente en un “baño maría” hirviendo por unos 2 ó 3
minutos. Con las deducciones que usted haya logrado de sus ensayos en
las reacciones de los iones Ag+, Hg2
2+ y Pb2+, Ud. puede determinar qué
cloruros se habrán disuelto como consecuencia del calentamiento.
5. Separe el líquido (en caliente) por decantación o filtración. El líquido
filtrado se recoge en otro tubo de ensayo, al cual se le agregará K2CrO4 0,5
M. Si observa la formación de un precipitado amarillo significará la
presencia del ion Pb2+ en su producto.
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4. SEPARACIÓN DE IONES LABORATORIO 5
6. El residuo sólido se lava con agua destilada caliente. Deseche el líquido
del lavado.
7. Sobre el precipitado agregar NH4OH 15 M gota a gota. Si se observa un
precipitado negro consideraremos la presencia de un producto en cuya
composición está el Hg2
2+.
8. Si en el paso anterior se formó precipitado, separe el líquido
sobrenadante pasándolo a otro tubo de ensayo por decantación. Deje
caer sobre el mismo HNO3 6 M gota a gota. Si se observa la formación de
un precipitado blanco podremos concluir que este producto contiene Ag+.
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