Marcha analítica de los cationes

El análisis cualitativo de cationes se basa en que es posible separar en
grupos a los cationes existentes en una muestra líquida (mediante la adición de
determinados reactivos denominados de grupo) y, posteriormente, identificar los
cationes de cada grupo con la ayuda de reactivos específicos.
Fresenius desarrolló un esquema cualitativo para el análisis de cationes que
ha tenido una amplia aceptación (frecuentemente se hace referencia a él como el
esquema clásico de análisis cualitativo de cationes). En este esquema los cationes
se dividen en cinco grupos (los 4 que aparecen como precipitados en la figura 11
y el que queda en la disolución final).
Muestra + ClH
Precipitado disolución + SH2

Grupo I: Ag, Pb, + 22
Hg
Precipitado

Grupo II: Bi, Cd, Cu, Hg, Pd, Os, Pd, Rh, Ru disolución + S(NH4)2
Precipitado

Grupo III: Co, Ni, Tl, Fe, Cr, Mn, Zn, Al, Be, Ti,
Zr, Hf, U Ce, In, tierras raras, Y, Th, Nb, Sc, Ta
Disolución + CO3(NH4)2 + ClNH4
Precipitado

Grupo IV: Ca, Sr, Ba disolución Mg, Na, K, Li, Cs, Rb, + 4 NH

Coloración a la perla

Algunas sustancias fundidas en el extremo del hilo de platino da unas perlas que toman diferentes colores según las sustancias que se agreguen en pequeña cantidad y según el carácter oxidante o reductor de la llama empleada. Las perlas pueden ser acidas (bórax, sal de fosfato) o alcalinas (carbonatos de sodio o potasio)
Cuando una muestra sólida inorgánica es sometida a un calentamiento en la flama ésta se oxida o se reduce. Para poder identificar los productos de la oxidación o la reducción se requiere de un medio que sea capaz de absorberlos y retenerlos; si la sustancia tiene color se utiliza el bórax (Na2B407 10H2O), pero si es incolora o blanca se usa la sal de fosfato de sodio y amonio (NaNH4 HPO4). Estas dos sustancias al calentarse se deshidratan y funden produciendo unas perlas vítreas transparentes.
Si éstas se calientan nuevamente sin llegar a la fusión y se ponen en contacto con unas partículas de muestra, la perla las absorbe y al calentarla actúa como ácido formando los boratos y ortofosfatos de los cationes con los que se combina.
Si el catión tiene varios números de oxidación, el color que se produce en la perla en la zona oxidante puede ser diferente al que se produce en la zona reductora; estos colores son característicos de cada catión.
Las reacciones que tienen lugar entre la muestra y el medio en las diferentes zonas de la flama se pueden ilustrar tomando como ejemplo el Cu+2:
En condiciones oxidantes (presencia del O2 del aire).
Cu+2 + ½ O2 ® CuO + Na2B4O7 ® Cu(BO2)2 + 2NaBO2
Perla verde azulado.
En condiciones reductoras (presencia del carbono de los gases reductores
del mechero).
2Cu2(BO2) 2 + C ® Cu2(BO2)2 + Na2B4O7 + CO
Perla incolora.
2Cu2(BO2)2 + 4NaBO2 + 2C ® 4Cu + 2Na2B4O7 + 2CO
Perla café rojizo.
La coloración resultante de las perlas depende del catión presente en la muestra, de las condiciones (oxidantes o reductoras), de la temperatura y de la cantidad de muestra.

Coloracion a la llama

Los vapores de ciertos elementos imparten un color característico a la llama. Esta propiedad es usada en la identificación de varios elementos metálicos como sodio, calcio, etc.. La coloración en la llama es causada por un cambio en los niveles de energía de algunos electrones de los átomos de los elementos. Para un elemento particular la coloración de la llama es siempre la misma, independientemente de si el elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros.

Densidad

Si bien la densidad no es una forma de expresar la concentración, ésta es proporcional a la concentración (en las mismas condiciones de temperatura y presión). Por esto en ocasiones se expresa la densidad de la disolución en condiciones normales en lugar de indicar la concentración; pero se usa más prácticamente y con disoluciones utilizadas muy ampliamente. También hay tablas de conversión de densidad a concentración para estas disoluciones, aunque el uso de la densidad para indicar la concentración es una práctica que está cayendo en desuso.

Porcentaje en volumen

Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen de la disolución. Se suele usar para mezclas líquidas o gaseosas, en las que el volumen es un parámetro importante a tener en cuenta. Es decir, el porcentaje que representa el soluto en el volumen total de la disolución. Suele expresarse simplificadamente como «% v/v».

Por ejemplo, si se tiene una disolución del 20% en volumen (20% v/v) de alcohol en agua quiere decir que hay 20 ml de alcohol por cada 100 ml de disolución.
La graduación alcohólica de las bebidas se expresa precisamente así: un vino de 12 grados (12°) tiene un 12% (v/v) de alcohol.