8.13.2.6: Pruebas para Iones Halogenuros
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Esta página analiza las pruebas para iones haluro (fluoruro, cloruro, bromuro y yoduro) usando nitrato de plata y amoníaco.
Uso de solución de nitrato de plata
Esta prueba se realiza en una solución de iones haluro. La solución se acidifica mediante la adición de ácido nítrico diluido. El ácido nítrico reacciona con, y elimina, otros iones que también podrían formar precipitados con nitrato de plata. Luego se agrega solución de nitrato de plata, y el haluro se puede identificar a partir de los siguientes productos:
| ion presente | observación |
|---|---|
| F - | sin precipitado |
| Cl - | precipitado blanco |
| Br - | precipitado crema muy pálido |
| I - | precipitado amarillo muy pálido |
Los precipitados de cloruro, bromuro y yoduro se muestran en la fotografía:
El precipitado de cloruro es fácilmente identificado, pero los otros dos son bastante similares entre sí. Solo se pueden diferenciar en una comparación lado a lado. Todos los precipitados cambian de color si se exponen a la luz, tomando tintes grises o morados. La ausencia de un precipitado con iones fluoruro no es útil a menos que se sepa que está presente un halógeno; de lo contrario, indica que no hay cloruro, bromuro o yoduro.
La química de la prueba
Los precipitados son haluros de plata insolubles: cloruro de plata, bromuro de plata o yoduro de plata. La formación de estos se ilustra en las siguientes ecuaciones:
\[ Ag^+_{aq} + Cl^-_{(aq)} \rightarrow AgCl_{(s)}\]
\[ Ag^+_{aq} + Br^-_{(aq)} \rightarrow AgBr_{(s)}\]
\[ Ag^+_{aq} + I^-_{(aq)} \rightarrow AgI_{(s)}\]
El fluoruro de plata es soluble, por lo que no se forma precipitado.
\[ Ag^+_{aq} + F^-_{(aq)} \rightarrow Ag^+_{aq} + F^-_{(aq)} \]
Confirmando el precipitado usando solución de amoníaco
Se agrega solución de amoníaco a los precipitados.
| precipitado original | Observación |
|---|---|
| AgCl | el precipitado se disuelve para dar una solución incolora |
| AgBr | el precipitado es casi inalterado usando solución diluida de amoníaco, pero se disuelve en solución concentrada de amoníaco para dar una solución incolora |
| AGi | precipitado es insoluble en solución de amoníaco de cualquier concentración |
No hay compuestos iónicos absolutamente insolubles. Se forma un precipitado si las concentraciones de los iones en solución en agua superan un cierto valor, único para cada compuesto. Este valor se conoce como el producto de solubilidad. Para los haluros de plata, el producto de solubilidad viene dado por la expresión:
\[ K_{sp} = [Ag^+][X^-]\]
Los corchetes indican concentraciones molares, con unidades de mol L -1.
- Si el producto de las concentraciones de iones es menor que el producto de solubilidad, no se forma precipitado.
- Si el producto de las concentraciones excede este valor, se forma un precipitado.
Esencialmente, el producto de las concentraciones iónicas nunca es mayor que el valor del producto de solubilidad. Siempre se precipita suficiente sólido para disminuir el producto iónico al producto de solubilidad. La siguiente tabla enumera los productos de solubilidad del cloruro de plata al yoduro de plata (no se puede reportar un producto de solubilidad para el fluoruro de plata porque es demasiado soluble).
| K sp (mol 2 dm -6) | |
|---|---|
| AgCl | 1.8 x 10 -10 |
| AgBr | 7.7 x 10 -13 |
| AGi | 8.3 x 10 -17 |
Los compuestos son todos bastante insolubles, pero se vuelven aún menos en el grupo.
El propósito del amoníaco
El amoníaco se combina con iones de plata para producir un ion complejo llamado ion diamminesilver (I), [Ag (NH 3) 2] +. Esta es una reacción reversible, pero el complejo es muy estable, y la posición de equilibrio se encuentra bien a la derecha. La ecuación para esta reacción se da a continuación:
Una solución en contacto con uno de los precipitados de haluro de plata contiene una concentración muy pequeña de iones de plata disueltos. El efecto de agregar el amoníaco es disminuir aún más esta concentración. Si la concentración ajustada de iones de plata multiplicada por la concentración de iones haluro es menor que la del producto de solubilidad, algún precipitado se disuelve para restablecer el equilibrio.
Esto ocurre con el cloruro de plata, y con el bromuro de plata si se concentra el amoníaco. El amoníaco más concentrado empuja el equilibrio aún más hacia la derecha, disminuyendo aún más la concentración de iones de plata.
El yoduro de plata es tan insoluble que el amoníaco no puede disminuir la concentración de iones de plata lo suficiente para que el precipitado se disuelva.
Una prueba alternativa con ácido sulfúrico concentrado
La adición de ácido sulfúrico concentrado a una muestra sólida de uno de los haluros da los siguientes resultados:
| ion presente | observación |
|---|---|
| F - | vapores ácidos (de HF) |
| Cl - | vapores ácidos (de HCl) |
| Br - | vapores ácidos (de HBr) contaminados con vapor de bromo marrón |
| I - | algunos humos HI con grandes cantidades de vapor de yodo púrpura y un compuesto rojo en el recipiente de reacción |
La única confusión posible es entre un fluoruro y un cloruro: se comportan de manera idéntica en estas condiciones. Se pueden distinguir disolviendo el sólido original en agua y luego probando con solución de nitrato de plata. El cloruro da un precipitado blanco; el fluoruro no produce ninguno.
Colaboradores y Atribuciones
Jim Clark (Chemguide.co.uk)