Cuarto grupo de cationes

Cuarto grupo de cationes
Cationes que lo constituyen: Ca+2; Sr+2 y Ba+2
Reactivo general del grupo: (NH4)2CO3
Medio: en presencia de NH4OH y sales de amonio (NH4Cl).
Esto posibilita un pH superior a 7,8 (barrera de las calizas) asegurando la
precipitación de los carbonatos de Calcio, Estroncio y Bario. Además este buffer
asegura que el pH no llegue a ser fuertemente alcalino ya que si no precipitaría también
el Mg+2 (que pertenece al 5to grupo de cationes) como Mg(OH)2, interfiriendo las
reacciones.
Calcio (Ca+2)
Químicamente es un elemento normal, alcalino térreo, que da lugar a
compuestos esencialmente iónicos, que en estado sólido son blancos.
Geoquímicamente es un elemento litófilo. Por su abundancia es mayoritario.
En un diagrama Harker podemos observar que la tendencia de su distribución
tiene pendiente negativa con el progreso del evento magmático, de Anortita a Albita.
En la serie discontinua segrega como Clinopiroxenos y Anfíboles.
Principales minerales
Plagioclasas: Anortitia[Ca(Al2Si2O8)]
Albita [Na(AlSi3O8)].
Clinopiroxenos: Serie Diópsido-Hedembergita: Ca(Fe,Mg)Si2O6)
Augita (Ca(Fe,Mg,Al) [(Al,Si)2O6])
Anfíboles: Hornblenda: NaCa2(Fe,Mg)4Al(OH)2 [(AlSi3O11)2]
Granates: Grossularia: Ca3Al2(SiO4)3
Andradita: Ca3Fe2(SiO4)3
Uvaruvita: Ca3Cr2(SiO4)3
Wollastonita: CaSiO3
tremolita- actinolita: Ca(Fe,Mg)(Si4O11)2(OH)2
Fluorita: CaF2
Calcita: CaCO3 (trigonal)
Aragonita: CaCO3 (rómbico)
Dolomita: MgCO3.CaCO3
Anhidrita: CaSO4
Yeso: CaSO4 . 2 H2O
Apatita: Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)
Schellita: CaWO4
powellita: CaMoO4
Reacciones generales
El potencial iónico ( = carga del ión/radio del ión) del Calcio es < 3 por lo
tanto es un elemento hidrosoluble. Por esta razón en las aguas dulces de clima templado
se encuentra como catión (ver reacciones 1 y 2).
1- Con pH alcalinos débiles (NH4OH):
.
Ca+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
2- Con pH alcalino fuerte (NaOH):
Ca+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
3- Con H2S baja [S=] (en medio de HCl 0,3 M):
No reacciona ni en altas ni en bajas concentraciones de sulfuro porque no es calcófilo, y
además permanece soluble por su potencial iónico (hidrosoluble).
Ca+2 + S= ↔ no reacciona
4- Con alta [S=] (H2S en medio amoniacal):
Ca+2 + S= ↔ no reacciona
Reacciones de identificación del Ca+2
Precipitación con el R.G.G.:
½ neutro o
amoniacal
Ca+2 + CO3= ↔ CaCO3
(blanco)
Disolución del precipitado: en medio HCl o HAc
Ø
CaCO3
+ 2 H+1 ↔ H2CO3 + Ca+2 ↔
Ca+2 + CO2 (g) + H2O
Reactivos de identificación: K4Fe(CN)6 (ferrocianuro de potasio) y presencia de sales de
amonio (NH4Cl sólido).
Medio: ligeramente ácido
Ca+2 + [Fe(CN)6]-4 + K+1 + NH4+1 ↔ CaNH4K[Fe(CN)6]
(blanco)
Interferencia: Esta reacción se ve interferida por el catión Ba+2. Por ello primeramente
se debe investigar si en la solución problema hay Bario. Si así fuese se debe proceder a
eliminarlo de la solución problema con K2CrO4, que lo precipita (ver “Técnica”).
Estroncio (Sr+2) y Bario (Ba+2)
Químicamente son elementos normales, alcalino-térreos.
Geoquímicamente son litófilos, por su afinidad con las fases silicatadas. Por su
abundancia son trazas o vestigios, dispersos, tienen propiedades diadósicas con
elementos mayoritarios.
El Sr+2 es diádoco del Ca+2 y del K+1. El Ba+2 sustituye al K+1.
El potencial iónico, φ, es menor a 3, es decir, hidrosoluble, por lo tanto en
medios supergénicos permanece en solución (ver reacciones generales 1 y 2).
Minerales principales
Celestina SrSO4
Estroncianita SrCO3
Baritina BaSO4
Whiterita BaCO3
Psilomelano (Ba,H2O)Mn5O10
Estroncio (Sr+2)
Reacciones generales
1- Con pH alcalinos débiles (NH4OH):
.
Sr+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
2- Con pH alcalino fuerte (NaOH):
Sr+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
3- Con H2S baja [S=] (en medio de HCl 0,3 M):
No reacciona ni en altas ni en bajas concentraciones de sulfuro porque no es calcófilo, y
además es permanece soluble por su potencial iónico (hidrosoluble).
Sr+2 + S= ↔ no reacciona
4- Con alta [S=] (H2S en medio amoniacal):
Sr+2 + S= ↔ no reacciona
Reacciones de identificación del Sr+2
Precipitación con el R.G.G.:
½ neutro o
amoniacal
Sr+2 + CO3= ↔ SrCO3
(blanco)
Disolución del precipitado: en medio HCl o HAc
Ø
SrCO3
+1
+2 H
+2
↔ H2CO3 + Sr
↔ Sr+2 + CO2 (g) + H2O
Reactivo de identificación: (NH4)2SO4 al 20%
Medio: ligeramente ácido
Sr+2 + 2 NH4+ + 2 SO4= ↔
Sr(NH4)2(SO4)2
(blanco)
Interferencia: Esta reacción se ve interferida por el catión Ba+2. Por ello primeramente
se debe investigar si en la solución problema hay Bario. Si así fuese se debe proceder a
eliminarlo de la solución problema con K2CrO4, que lo precipita (ver “Técnica”).
Bario (Ba+2)
Reacciones generales
1- Con pH alcalinos débiles (NH4OH):
.
Ba+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
2- Con pH alcalino fuerte (NaOH):
Ba+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
3- Con H2S baja [S=] (en medio de HCl 0,3 M):
No reacciona ni en altas ni en bajas concentraciones de sulfuro porque no es calcófilo, y
además es permanece soluble por su potencial iónico (hidrosoluble).
Ba+2 + S= ↔ no reacciona
4- Con alta [S=] (H2S en medio amoniacal):
Ba+2 + S= ↔ no reacciona
Reacciones de identificación del Ba+2
Precipitación con el R.G.G.:
½ neutro o
amoniacal
Ba++ + CO3= ↔ BaCO3
(blanco)
Disolución del precipitado: en medio HCl o HAc
Ø
BaCO3
+1
+2 H
+2
↔ H2CO3 + Ba
↔ Ba+2 + CO2 (g) + H2O
El Ba+2 puede ser identificado de dos modos diferentes:
a) Reactivo de identificación: K2CrO4
Esta reacción requiere que el pH de la solución se encuentre entre 4 y 5. Para ello se
utiliza el buffer HAc- (NH4)Ac.
Ba+2 + CrO4= ↔ BaCrO4
(amarillo fuerte)
Como en el caso del Pb+2 (1er grupo de cationes), si el pH es menor a 4 el anión
CrO4 (cromato) pasa a anión Cr2O7= (dicromato). A pH elevado, a diferencia del Pb+2,
el Ba+2 no reacciona.
=
b) Reactivo de identificación: SO4=
Medio: HCl
Ba+2 + SO4= ↔ BaSO4
(blanco)
Se diferencia del PbSO4 porque éste es soluble en medio ácido, en tanto el
BaSO4 es una sal muy poco soluble.
PbSO4 + 2 HAc ↔ Pb+2 + 2Ac-1 + SO4= + 2 H+1
Técnica
1º) Identificación y eliminación de Ba+2
El 4to grupo se separa llevando a medio alcalino con NH4OH, en presencia de
sales de amonio (NH4Cl), y con ligero calentamiento se agrega gota a gota y agitando el
reactivo precipitante: (NH4)2CO3 al 25% hasta precipitación total de los carbonatos del
cuarto grupo (CaCO3; SrCO3; BaCO3), todos ellos cristalinos y blancos. La
precipitación debe realizarse en medio amoniacal para asegurar una alta concentración
de CO3=, la presencia de sales de amonio sirve para controlar el pH, evitando la
precipitación de Mg(OH)2.
Posteriormente se centrifuga, se separa el líquido para identificar en él los
cationes del 5to grupo (Na+1; K+1; Mg+2) con excepción del NH4+1.
El precipitado de los CO3= se lava con solución amoniacal de (NH4)2CO3
diluida, se centrifuga y las aguas de lavado se incorporan a la solución donde se va a
identificar Na+1; K+1; Mg+2 (5to grupo). El precipitado se disuelve en HC2O2H3 (ácido
acético), se toma una porción de la solución en un tubo de ensayo y en ella se identifica
primeramente Ba+2. Si la reacción es negativa se procede a identificar Ca+2 y Sr+2, en
alícuotas separadas.
Si la reacción de Ba+2 es positiva, es necesario eliminarlo para que no interfiera
en las identificaciones de los otros dos cationes del grupo.
Eliminación del Ba+2: se toma el resto de la solución para identificar 4to grupo y
sobre ella se procede a precipitar todo el Ba+2 presente con el K2CrO4. Se centrifuga, se
descarta el precipitado y sobre la solución (amarilla por la presencia de CrO4=), se
reprecipitan los cationes Ca+2 y Sr+2 (si los hubiera) con CO3=, se centrifuga, se descarta
el líquido, y el precipitado se disuelve con HAc.
Identificación de Ca++ y Sr++
Esta solución libre de Ba+2 y sin el color amarillo del CrO4=, se divide en dos y
sobre cada alícuota se procede a la identificación de Ca+2 y Sr+2.
Identificación y eliminación de los aniones del 2do grupo
Cuando se procede a separar los cationes de los tres primeros grupos para
identificar 4to y 5to, si están presentes los aniones PO4-3; SiO3-2; BO3-3 y F- en medio
amoniacal pueden precipitar Ca+2; Sr+2 y Ba+2, fundamentalmente como PO4-3 y SiO3-2,
por lo tanto es necesario conocer la composición aniónica de la muestra problema antes
de proceder a la identificación de los cationes, y si estos aniones están presentes hay que
eliminarlos.
Existen dos técnicas para la eliminación de aniones de acuerdo a que caso se
presente:
a) Muestras con alto contenido de SiO3-2 y escaso o ningún contenido de PO4-3:
se lleva la solución a seco con HCl, de este modo los BO3-3 se volatilizan como H3BO3
y el F- como HF; los SiO3-2 precipitan como H2SiO3 (un precipitado gelatinoso de SiO2
hidratada), que se separa por centrifugación, los PO4-3 se eliminan en parte como
H3PO4.
b) Muestras con mucho PO4-3: se lleva la muestra a seco en presencia de HNO3;
el residuo seco se toma con solución de HNO3 ( el BO3-3 y el F- se eliminan durante la
evaporación como en el punto a)) y se agregan granallas de Sn , que en estas
condiciones generan ácido metaestánnico, que debido a sus propiedades coloidales
adsorbe a los PO4-3, eliminándolos del sistema. El SiO3-2 precipita como H2SiO3. Se
utiliza HNO3 por sus propiedades oxidantes.
4 (NO3- + 4 H+ + 3 e- ↔ NO + 2 H2O)
+ 3 H2O ↔ H2SiO3 + 4 H+ + 4 e-)
adsorbe los PO4-3
SiO2 . nH2O
3 (Sn
siendo H2SiO3
Sobre la solución libre de los aniones interferentes se procede a precipitar los cationes
de 1er, 2do y 3er grupo, como se ha visto.
Eliminación de los cationes de 1ro, 2do y 3er grupo
La identificación de los cationes del 4to grupo debe realizarse sobre una alícuota
de la muestra original, en la que se han eliminado los cationes de los tres grupos
precedentes, del siguiente modo:
Para su identificación se procede previamente a eliminar los cationes de los grupos
precedentes, según:
Una alícuota de solución problema original se lleva a medio alcalino con
NH4OH y corriente H2S, de este modo precipitan todos aquellos S= de 1er, 2do y 3er
grupo de cationes, que lo hacen en estas condiciones: Ag2S; PbS; Hgº/HgS; FeS; Fe2S3;
CoS; NiS; CuS; HgS; MnS; Al(OH)3; ZnS; SnS. Quedan en solución SnS3= y MoS4=.
Se centrifuga y se separa la solución a la que se le agrega HCl de modo que precipiten
las tiosales (sales sulfuradas), que son de Sn y Mo (Sb y As si los hubiera):
SnS3= + 2 H+ ↔ SnS2
+ H2S
(amarillo)
y
MoS4= + 2 H+ ↔ MoS3
(cereza)
+ H2S
(castaño gris)
Se centrifuga, se separa la solución y se la hierve hasta eliminar el H 2S. Si
aparece S amarillo (porque no precipitaron todo el Mo+6 y todo el Fe+3, en medio ácido
podrían reducirse a Mo+4 e Fe+2 y oxidar el S= a Sº), se lo separa, de manera que la
solución queda libre de los cationes de los grupos anteriores. Sobre esta solución se
agrega (NH4)2CO3, en presencia de NH4OH y sales de amonio (NH4Cl), así el pH se
mantiene menor a 10.
La solución remanente contiene los cationes de 4to y 5to grupo.
Quinto grupo de cationes
Características: no precipitan ni con HCl, ni con NaOH (excepto el Mg), ni con H2S,
ni con (NH4)2S, ni con (NH4)2CO3.
Cationes que lo constituyen: NH4+1; Na+1, K+1; Mg+2, (Li+1)
Reactivo general del grupo: no poseen
Amonio (NH4+)
En la naturaleza se lo encuentra como derivado orgánico en suelos o como
producto de emanaciones volcánicas.
Reacciones de identificación del NH4+
Este catión se identifica sobre una porción de la solución original, pues a lo largo
del procedimiento analítico se adiciona el mismo en forma de NH4OH o sus sales.
La identificación se basa en el hecho de que este catión es desplazado de sus
combinaciones por el agregado de una base más fuerte y fija que él, por ejemplo: NaOH
(reactivo de deplazamiento).
Ø
NH4
+1
-1
+ OH
↔ NH4OH ↔ NH3 (g) + H2O
Este amoníaco que se desprende de la reacción se identifica de distintas
maneras:
a) Por el olor.
b) Por su alcalinidad, utilizando papel de tornasol rojo humedecido en A.D., que vira al
azul (o con papel azul que conserva su color).
c) Utilizando un papel de filtro embebido en solución de CuSO4, que reacciona con los
vapores amoniacales dando una mancha azul en el papel (de [Cu(NH3)4]+2):
Cu++ + 4 NH3 ↔ [Cu(NH3)4]++
tetramín cúprico (soluble - azul intenso)
d) Utilizando un papel de filtro embebido en solución de Hg2(NO3)2, que da una
mancha negra de Hg°, según:
Hg
+2
2 Hg2 + NO3
-1
-1
+ NH3 + 3 OH ↔ 2 Hg° + [O
NH2]NO3
+ 2 H2O
Hg
(negro)
(nitrato de oxidimercurio amonio
blanco)
e) por medio del reactivo de Nessler (K2HgI4)
Este reactivo produce un precipitado de color pardo o amarillo según sea la
cantidad de NH3 o de iones NH4+ presentes.
2K2HgI4 + NH4+ ↔ (NH2)Hg2I3
amarillo
+ 4K+ + 5I- + 2H+
Es una reacción extremadamente sensible que se utiliza para determinar
vestigios en agua potable. Deben estar ausentes todos los cationes que no pertenezcan al
5to grupo.
Sodio (Na+1)
Químicamente es un elemento normal, alcalino.
Geoquímicamente es un elemento litófilo, dada su afinidad con las fases
silicatadas. Por su abundancia es un elemento mayoritario.
En el proceso magmático segrega en las dos series: en la continua formando
plagioclasas, incrementándose en la medida que progresa el proceso magmático. En la
serie discontinua aparece en la Hornblenda y puede también ingresar en pequeñas
proporciones en la Augita. También en esta serie se incrementa a medida que
evoluciona el magmatismo. En la corteza es más abundante que el K+.
En los medios exógenos, dado que su < 3, es hidrosoluble (ver reacciones
generales 1 y 2).
Minerales principales
Albita: NaAlSi3O8
Hornblenda: NaCa2(Mg,Fe)4Al(AlSi3O11)2(OH)2
Halita: NaCl
Bórax: Na2B4O7 . 10 H2O
Kernita: Na2B4O7 . 4 H2O
Tenardita: Na2SO4
Bloedita: Na2SO4 . MgSO4 . 4 H2O
Reacciones generales
1- Con pH alcalinos débiles (NH4OH):
.
Na+1 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
2- Con pH alcalino fuerte (NaOH):
Na+1 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
3- Con H2S baja [S=] (en medio de HCl 0,3 M):
No reacciona ni en altas ni en bajas concentraciones de sulfuro porque no es calcófilo, y
además es permanece soluble por su potencial iónico (hidrosoluble).
Na+1 + S= ↔ no reacciona
4- Con alta [S=] (H2S en medio amoniacal):
Na+1 + S= ↔ no reacciona
Reacción de identificación del Na+1
Reactivo de identificación: Reactivo de Blanchettière: Zn(UO2)(CH3-COO)4 (acetato
doble de uranilo y cinc o magnesio).
Medio: HC2O2H3 (ácido acético).
La reacción de identificación da un precipitado amarillo verdoso de acetato de
uranilo, cinc (o magnesio) y sodio. Esta reacción debe realizarse en frío, con agregado
de exceso de reactivo y fuerte agitación, pues en caliente se solubiliza bastante y es
necesaria la agitación intensa para evitar la formación de dispersiones coloidales.
Na+ + Zn++ + 3 UO2++ + 9 CH3-COO- ↔ NaZn(UO2)3(CH3-COO)9
(amarillo verdoso)
+
Interferencias: presencia del catión NH4 .
Potasio (K+1)
Químicamente es un elemento normal, alcalino.
Geoquímicamente es un elemento litófilo, y por su abundancia, mayoritario.
En el proceso magmático forma dos minerales esenciales de la serie discontinua:
micas (con número de coordinación 12) y feldespato potásico (con número de
coordinación 8-9). Se incrementa en la medida en que evoluciona el magmatismo.
En el proceso magmático segrega solamente en la serie discontinua en Biotita,
Muscovita y Feldespato potásico. Es diádoco del Na sólo a elevada temperatura (ver
diagrama de feldespatos alcalinos).
En los medios exógenos, dado que tiene un < 3, es un elemento hidrosoluble
(ver reacciones generales 1 y 2).
Minerales principales
Feldespato potásico (ortosa, microclino): KAlSi3O8
Muscovita: K2Al4(AlSi3O10)2(OH)4
Biotita: K2(Fe,Mg)6(Si4O10)2(OH)4
Silvita: KCl
Carnalita: KMgCl . 6 H2O
Cainita: KCl . MgSO4 . 3 H2O
Glauconita: K2(Fe,Mg)2Al2(Si4O10)(OH)4
Illita: K2Al4(AlSi3O10)(OH)4
Reacciones generales
1- Con pH alcalinos débiles (NH4OH):
.
K+1 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
2- Con pH alcalino fuerte (NaOH):
K+1 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
3- Con H2S baja [S=] (en medio de HCl 0,3 M):
No reacciona ni en altas ni en bajas concentraciones de sulfuro porque no es calcófilo, y
además es permanece soluble por su potencial iónico (hidrosoluble).
K+1 + S= ↔ no reacciona
4- Con alta [S=] (H2S en medio amoniacal):
K+1 + S= ↔ no reacciona
Reacciones de identificación del K+
Puede llevarse a cabo de dos formas:
a) Reactivo de identificación: Na3Co(NO2)6 sólido (cobaltinitrito de sodio)
Medio: HC2O2H3 (ácido acético)
La reacción de identificación debe realizarse en frío, utilizando solo una pequeña
cantidad del reactivo. Posteriormente debe agitarse enérgicamente para evitar la
formación de dispersiones coloidales.
Es necesario llevar un blanco de reactivo. Para ello se coloca en un tubo la
misma cantidad de agua que de muestra problema con posible presencia de K+1 en otro
tubo, y a ambos se les adicionan iguales cantidades de HAc y de reactivo. Luego se
comparan y se observa la formación de precipitado color mostaza en la solución.
Es imprescindible llevar a cabo este procedimiento porque al utilizarse un
reactivo sólido de color similar al del precipitado formado, éstos pueden confundirse y
arribar a la conclusión errónea que existe un precipitado.
3 K+1 + Co(NO2)3-3 ↔ K3Co(NO2)6
(mostaza)
Interferencias: a) presencia de NH4+1, que da un precipitado igual. Es necesario
eliminarlo.
b) presencia de I-1, que reduce el Co+3 del reactivo, según:
2(Co+3 + e- ↔ Co+2)
(2 I-1 ↔ I2
+ 2 e-)
c) el medio alcalino fuerte que produce la precipitación del Co+3 dando
Co(OH)3 .
b) Reactivo de identificación: HClO4 (ácido perclórico) o una de sus sales solubles.
Medio: solución hidroalcohólica
De este modo se obtiene un precipitado blanco de perclorato de potasio, según:
K+1 + (ClO4)-1 ↔ KClO4
(blanco)
Se debe tener sumo cuidado al realizar esta reacción dado que el HClO4 es un
ácido muy fuerte. Debe llevarse a cabo bajo campana.
Interferencia: presencia de Rb+1
Magnesio (Mg+2)
Químicamente es un elemento normal, alcalino-térreo, por lo cual forma
compuestos de carácter preferentemente iónico.
Geoquímicamente es un elemento litófilo y por su abundancia es mayoritario,
aunque el menos abundante de los mayoritarios.
En el proceso magmático segrega en la serie discontinua formando los minerales
máficos junto con el Fe+2 del cual es diádoco.
En el proceso sedimentario el Mg+2 es un ion hidrosoluble ya que su < 3, por
lo tanto está soluble en el medio acuoso (ver reacciones generales 1 y 2).
Principales minerales
Olivinas: Forsterita: Mg2SiO4
Piroxenos: Enstatita: MgSiO3
Diópsido: MgCaSi2O6
Augita: (Mg,Fe,Al)Ca(Al,Si)2O6
Anfíboles: Hornblenda: NaCa2(Mg,Fe)4Al(AlSi3O11)2(OH)2
Tremolita-Actinolita: Ca2(Fe,Mg)5(Si4O11)2(OH)2
Antofillita-Cummingtonita: (Fe,Mg)7(Si4O11)2(OH)2
Filosilicatos: bilaminar: Serpentina: Mg6(Si4O10)(OH)8
trilaminar: Talco: Mg6(Si4O10)2(OH)4
Biotita: K2(Fe,Mg)6(Si4O10)2(OH)4
Espinela: MgAl2O4
Brucita:
Mg(OH)2
Magnesita: MgCO3
Epsomita: MgSO4 . 7 H2O
Hexaidrita: MgSO4 . 6 H2O
Carnalita: Mg KCl3 . 6 H2O
Dolomita: MgCO3 .CaCO3
Bischofita: MgCl2 . 6 H2O
Cainita:
KCl . MgSO4 . 3 H2O
Bloedita:
Na2SO4 . MgSO4 . 4 H2O
Reacciones generales
1- Con pH alcalinos débiles (NH4OH):
.
Mg+2 + OH-1 ↔ no reacciona
(catión hidrosoluble)
2- Con pH alcalino fuerte > 10 (NaOH):
Mg+2 + OH-1 ↔ Mg(OH)2↓
(blanco, cristalino)
3- Con H2S baja [S=] (en medio de HCl 0,3 M):
No reacciona ni en altas ni en bajas concentraciones de sulfuro porque no es calcófilo, y
además es permanece soluble por su potencial iónico (hidrosoluble).
Mg+2 + S= ↔ no reacciona
4- Con alta [S=] (H2S en medio amoniacal):
Mg+2 + S= ↔ no reacciona
Reacciones de identificación del Mg+2
La identificación de Mg+2 puede llevarse a cabo con dos reactivos diferentes:
a) Reactivo de identificación: Magnesón (para-nitrobenceno-azo-resorcinol)
Medio: NaOH concentrado
La reacción con el reactivo orgánico Magnesón (simbolizado como R.OH), en
medio alcalino fuerte, da un precipitado de adsorción denominado “laca”, de color azul.
Esta reacción es similar a la que se produce entre el Al+3 y el Aluminón. Como en ese
caso es necesario que el reactivo orgánico esté presente antes de que se forme el
hidróxido.
Mg+2 + R.OH + 2 OH- ↔ Mg(OH)2 R.OH
base fuerte
(laca azul)
Interferencias: presencia de NH4+
b) Reactivo de identificación: (NH4)2HPO4 (fosfato ácido de amonio)
Medio: amoniacal (NH4OH) y presencia de sales de amonio (NH4Cl)
En estas condiciones el Mg+2 precipitará como fosfato amónico-magnésico, de
color blanco.
Mg+2 + PO4-3 + NH4+1 ↔ Mg(NH4)PO4
(blanco)
La identificación debe efectuarse en medio alcalino para mantener la
concentración de PO4-3 adecuada para tal reacción, dado que el H3PO4 es débil y en
medio ácido estaría muy poco disociado. La presencia de sales de amonio es necesaria
para regular el pH, dado que si éste fuese muy elevado el Mg++ precipitaría como
hidróxido.
Eliminación del NH4+ en la identificación del 5to grupo de cationes
Para evitar las interferencias que produce este catión se pueden utilizar dos métodos:
a) La solución en la que se va a identificar 5to grupo se lleva a seco en cápsula de
porcelana a no más de 500 C, de esta manera se volatiliza el NH4+1.
b) A la solución en donde se va a identificar 5to grupo se le agrega HNO3, se calienta y
de este modo las sales de NH4+ se descomponen, según:
Ø
NH4
+1
+ NO3
-1
↔ N2O (g) + 2 H2O
Ø
2 NH4+ + H2O ↔ N2O (g) + 8 e- + 10 H+
Ø
2 NO3- + 8 e- + 10 H+ ↔ N2O (g) + 5 H2O
Reacciones a la llama
Los cationes de 4to y 5to grupo dan coloración a la llama cuando se volatilizan
estos iones en solución, por medio del calentamiento de gotas de la misma, sostenidas
por un alambre de Platino (Pt) sobre la llama del mechero. Los colores que aparecen son
consecuencia de los saltos electrónicos que se producen entre sus niveles energéticos.
De este modo se observa:
Elemento
Coloración a la llama
Calcio
Estroncio
Bario
Sodio
Potasio
rojo ladrillo
rojo rubí
verde pálido- amarillento
amarillo- anaranjado
violeta