identificación de iones por reacción de precipitación
Resumen
Una prueba de
identificación de iones por precipitación permite verificar la
presencia de un ión determinado en solución acuosa.
Se trata de una
reacción de precipitación que involucra al ion probado y otro ion (de
signo opuesto) con el que forma un compuesto de baja solubilidad.
Este tipo de prueba
se realiza agregando unas gotas de una solución iónica concentrada
llamada “reactivo” a una muestra de la solución a analizar.
Si efectivamente está
presente el ion deseado, entonces uno de los iones del “reactivo”
reacciona con él para formar un compuesto sólido llamado “precipitado”
cuyo color es necesario saber para interpretar el resultado de la
prueba:
- Si la adición de reactivo da lugar a la formación
de un precipitado cuyo color es el esperado, la prueba es positiva.
- si la adición de reactivo no provoca la formación
de un precipitado o si hay un precipitado de color incorrecto, la
prueba es negativa.
Utilidad
Se trata de una
técnica de análisis sencilla de implementar e interpretar que permite
verificar la presencia de un ión determinado en una solución acuosa. Es
posible:
- Analizar la composición iónica de una solución
acuosa completamente desconocida realizando una serie de pruebas.
- realizar una prueba específica para un ion dado
cuando su presencia es posible pero requiere confirmación.
Notas
- También es
posible utilizar estas pruebas para determinar la composición de un
sólido iónico. Basta con disolver una muestra y luego analizar la
solución obtenida.
- Existen otras
técnicas para identificar los iones disueltos en una solución: prueba
de llama, prueba de complejación, espectrofotometría, etc.
- Si existe
alguna duda sobre la naturaleza iónica del soluto, entonces puede ser
conveniente verificar la conductividad de la solución (una
conductividad muy baja indica que la solución es de tipo molecular,
mientras que una conductividad alta es un signo de la presencia de
iones.
Principio de la
identificación de iones por reacción de precipitación
Esta prueba aprovecha
la baja solubilidad de un ión dado en presencia de otro ión que se usa
dentro de un "reactivo". Cuando este reactivo se añade en cantidades
muy pequeñas (unas gotas) el umbral de solubilidad se supera
rápidamente y se produce una reacción de precipitación que conduce a la
formación de un sólido (un “precipitado”) fácilmente observable y de
color preciso.
Por tanto, para
realizar una prueba de identificación por precipitación, es necesario
saber qué reactivo es adecuado para el ión deseado y cuál es el color
del precipitado que se supone que se obtiene.
El reactivo
El reactivo es una
solución iónica de la que se supone que uno de los iones provoca una
reacción de precipitación en presencia del ión deseado:
- Si el ion
analizado es un catión, precipita con el anión del reactivo.
- Por el
contrario, si el ion analizado es un anión, precipita con el catión del
reactivo.
Generalmente se agrega en cantidades muy pequeñas a la solución probada
(unas gotas son suficientes).
Los reactivos más
comunes son:
- Solución de
hidróxido de sodio (también llamada soda) que contiene iones de sodio
Na + e iones de hidróxido con la fórmula OH - . Es este último el que
se supone que interviene en la reacción de precipitación.
- La solución de
nitrato de plata está formada por iones nitrato NO 3 - e iones plata Ag
+ . Es este último el que interviene en la reacción de precipitación.
El precipitado
El precipitado es un
sólido blando que se asemeja a la gelatina por su estructura: está
formado por partículas suspendidas en agua.
Un precipitado:
- es siempre
eléctricamente neutro
- está formado
por la asociación de un catión y un anión.
- tiene un color
que depende de sus componentes.
El nombre y la fórmula del precipitado se pueden determinar a partir de
los iones que reaccionan para formarlo:
- Su nombre se
obtiene combinando los nombres del catión y el anión que lo forma. Por
ejemplo, si el ión hierro III reacciona con el ión hidróxido (presente
en la sosa), el precipitado es hidróxido de hierro III.
- Su fórmula se
puede determinar a partir de fórmulas de los iones que reaccionan y
teniendo en cuenta su neutralidad eléctrica. Esto último implica que la
carga negativa total de los aniones se compensa necesariamente con la
carga positiva total de los cationes. Por ejemplo, el hidróxido de
hierro III está formado por OH- iones de hidróxido - e iones
de hierro III fe3+ por lo que cada Fe3+ (3 cargas
positivas) debe asociarse con 3 iones hidróxido que en ellos tienen un
total de 3 cargas negativas. La fórmula del hidróxido de hierro III es,
por tanto, Fe(OH)3 .
¿Cómo realizar un ensayo
de identificación?
Siempre se realiza
una prueba de identificación de iones siguiendo este protocolo:
- Tome una
pequeña cantidad de la solución de prueba (usando una pipeta Pasteur,
por ejemplo)
- Coloque esta
solución de muestra en un tubo de ensayo.
- En este tubo de
ensayo agregue unas gotas del reactivo adecuado
- Observe el
resultado: compruebe la presencia de precipitado así como su color.
Interpretar un ensayo
Pueden surgir tres
situaciones:
- Si se forma un
precipitado con el color esperado, entonces la prueba es positiva, se
puede concluir que el ion deseado está realmente presente en la
solución (a menos que el reactivo pueda formar un precipitado del mismo
color con otros iones, en este caso una prueba adicional es necesario.)
- Si no se forma
precipitado, la prueba es negativa, el ion deseado está ausente de la
solución (o su concentración es tan baja que no hay precipitación)
- Si se forma un
precipitado con un color diferente al esperado, esta prueba resalta la
presencia de otro ion. El ion deseado puede estar completamente ausente
a menos que su precipitado esté enmascarado por el del otro ion.
Nota
Si, a pesar de las
indicaciones que sugieren la presencia de un ión, su ensayo es
negativo, entonces esto ensayo puede intentarse nuevamente en
condiciones más favorables:
- Añadiendo unas
gotas más de reactivo
- Usando un
reactivo más concentrado
- Vaporizando
parte del solvente de la muestra tomada para aumentar la concentración
del ion deseado.
Escribir la ecuación de la
reacción de precipitación
Como con cualquier
ecuación de reacción, su escritura implica:
- conocer los
nombres de reactivos y productos.
- conocer la
fórmula química de reactivos y productos.
- respeto por la
conservación del material.
- respeto por la
conservación de la carga eléctrica.
Podemos optar por
escribir la ecuación de reacción completa, pero en general, en aras de
la claridad, no mencionamos los llamados iones espectadores (que no
experimentan transformación química) en este caso:
- Los reactivos
son el ión que se está probando y uno de los iones del reactivo (el que
tiene la carga de signo opuesto a la del ión que se está probando). En
el caso de una prueba con hidróxido de sodio (sosa) es el ión
hidróxido, en una prueba con nitrato de plata es el ión de plata.
- El producto es
el precipitado que combina los cationes y los aniones reactivos de
manera que siempre es globalmente neutro.
Ejemplo de ecuación de reacción: precipitación de iones
hierro III
Reactivos
El ensayo de identificacion de los iones de hierro III (de fórmula Fe3+
) se realiza mediante la adición de unas gotas de hidróxido de sodio,
una solución que contiene iones de hidróxido (HO- ) e iones
de sodio (Na+ ).
Por tanto, los
reactivos son los iones ensayados, es decir, los iones de hierro III.
Dado que se trata de cationes, la precipitación se produce gracias a
los aniones presentes en el hidróxido de sodio, es decir, los iones de
hidróxido.
Conclusión los
reactivos son ion hierro III (Fe3+ ) e ion hidróxido (OH-
)
El
producto
Dado que los iones de
hierro III reaccionan con los iones de hidróxido, se forma por tanto un
precipitado de hidróxido de hierro III. Este precipitado es neutro por
lo que las tres cargas positivas de Fe3+ deben ser compensadas por
tres cargas negativas correspondientes a tres iones hidróxido.
En conclusión, el
producto es el precipitado de hidróxido de hierro III con la fórmula
Fe(OH)3 que combina un ión de hierro III con tres iones de
hidróxido.
Escribir
la ecuación de reacción
- El paso n ° 1
indica solo las fórmulas: Fe3+ + OH- → Fe(OH)3
- Paso n ° 2
especificar el estado de cada especie química: Fe3+(aq) + OH-(aq) → Fe(OH)3(s)
El recordatorio (aq)
designa una especie disuelta y (s) un sólido
- Paso n ° 3
Equilibrar la materia: Fe 3+ (aq) + 3 OH- (aq) → Fe (OH) 3 (s)
Nota : el equilibrio de la materia
debe conducir a una ecuación que respete la conservación de la carga
total que aquí es neutra. Si este no es el caso, necesariamente hay un
error en las fórmulas o los coeficientes.
Ensayos de identificación
que debe ser conocida
Iones de metal
Ensayo para iones de
cobre Cu2+ - Reactivo: hidróxido de sodio - Color del
precipitado azul - Ecuación: Cu2+(aq) + 2 OH-(aq) → Cu(OH)2
(s)
- Ensayo de iones Hierro II Fe 2+
- Reactivo: sosa - Color del precipitado: verde oscuro - Ecuación: Fe 2+(aq) + 2 OH-(aq) → Fe(OH)2(s)
- Ensayo de iones Hierro III Fe3+
- Reactivo: sosa - Color del precipitado: rojo anaranjado - Ecuación: Fe3+(aq) + 3 OH-(aq) → Fe(OH)3
(s)
Iones
de haluro
- Ensayo de iones
cloruro Cl- - Reactivo: nitrato de plata - Color del
precipitado: blanco - Ecuación: Cl- (aq) + Ag+
(aq) → AgCl (s)
- Ensayo de iones
bromuro Br - - reactivo: nitrato de plata - Color del precipitado:
amarillo muy pálido - Ecuación: Br-(aq) + Ag+(aq)
→ AgBr (s)
-Ensayo de iones yoduro I- -
reactivo: nitrato de plata - Color del precipitado: amarillo -
Ecuación: I-(aq) + Ag+(aq) → AgI (s)
Otro
Ensayo de iones
calcio Ca2+ - reactivo: oxalato de amonio - Color del
precipitado: blanco - Ecuación: Ca2+(aq) + C2O42-
(aq) → CaC2O4(s)
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