Análisis Cualitativo: Identificación de Aniones y Cationes

El análisis cualitativo se utiliza para identificar y separar cationes y aniones en una sustancia de muestra. A diferencia del análisis cuantitativo, que busca determinar la cantidad o concentración de muestra, el análisis cualitativo es una forma descriptiva de análisis, centrándose en la identificación de aniones y cationes. En un entorno educativo, las concentraciones de los iones a identificar son aproximadamente 0,01 M en una solución acuosa. El nivel "semimicro" de análisis cualitativo emplea métodos usados para detectar 1-2 mg de un ion en 5 ml de solución.

Si bien existen métodos de análisis cualitativos utilizados para identificar moléculas covalentes, la mayoría de los compuestos covalentes se pueden identificar y distinguir entre sí utilizando propiedades físicas, como el índice de refracción y el punto de fusión. Sin embargo, el análisis de aniones y cationes requiere técnicas específicas para su identificación.

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Técnicas de Laboratorio para Análisis Cualitativos Semi-Micro

Es fácil contaminar la muestra a través de una técnica de laboratorio deficiente, por lo que es importante cumplir con ciertas reglas:

• No use agua del grifo. En su lugar, use agua destilada o agua desionizada.
• La cristalería debe estar limpia antes de su uso. No es esencial que se seque.
• No coloque la punta de un gotero de reactivo en la boca de un tubo de ensayo. Dispense el reactivo por encima del labio del tubo de ensayo para evitar la contaminación.
• Mezcle las soluciones agitando el tubo de ensayo. Nunca cubra el tubo de ensayo con un dedo y agite el tubo. Evite exponerse a la muestra.

Pasos del Análisis Cualitativo

• Si la muestra se presenta como un sólido (sal), es importante tener en cuenta la forma y el color de los cristales.
• Los reactivos se usan para separar cationes en grupos de elementos relacionados.
• Los iones de un grupo se separan entre sí. Después de cada etapa de separación, se realiza una prueba para confirmar que ciertos iones realmente se eliminaron. ¡La prueba no se realiza en la muestra original!
• Las separaciones se basan en diferentes características de los iones. Estos pueden implicar reacciones redox para cambiar el estado de oxidación, solubilidad diferencial en un ácido, base o agua, o precipitar ciertos iones.

Papel de Tornasol y la Prueba de Tornasol

Protocolo de Análisis Cualitativo de Muestras

En primer lugar, la identificación de aniones y cationes se elimina en grupos de la solución acuosa inicial. Después de que se ha separado cada grupo, se lleva a cabo un ensayo para los iones individuales en cada grupo. Aquí hay una agrupación común de cationes:

Grupo I: Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺
Precipitado en HCl 1 M

Grupo II: Bi³⁺, Cd²⁺, Cu²⁺, Hg²⁺, (Pb²⁺), Sb³⁺ y Sb⁵⁺, Sn²⁺ y Sn⁴⁺
Precipitado en 0,1 M H₂Solución de S a pH 0,5

Número atómico 2 en la Tabla Periódica

Grupo III: Al³⁺, (Cd²⁺), Co²⁺, Cr³⁺, Fe²⁺ y Fe³⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺
Precipitado en 0,1 M H₂Solución de S a pH 9

Grupo IV: Ba²⁺, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, Na⁺, NH₄⁺
Ba²⁺, Ca²⁺, y Mg²⁺ se precipitan en NH 0,2 M₄)₂CO₃ solución a pH 10; los otros iones son solubles

Se usan muchos reactivos en el análisis cualitativo de cationes y aniones, pero solo unos pocos están involucrados en casi todos los procedimientos grupales. Los cuatro reactivos más utilizados son HCl 6M, HNO 6M₃, NaOH 6M y NH 6M₃. Comprender los usos de los reactivos es útil al planificar un análisis cualitativo de cationes y aniones.

Reactivos de Análisis Cualitativo Comunes