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- Primero repasaremos la prueba de los iones metálicos, que incluirá la prueba de la llama y el uso de una solución de hidróxido de sodio.
- Después, exploraremos la prueba de los iones carbonato.
- Después pasaremos a la prueba de los iones sulfato.
- Después exploraremos la prueba de los iones haluro.
- Por último, pasaremos a la prueba de los iones amonio.
Prueba de los iones metálicos
Los ionesmetálicos son cationes. Esto significa que están cargados positivamente y han perdido electrones. Para detectar iones metálicos podemos utilizar dos tipos de pruebas: con una llama y con hidróxido de sodio. Los iones metálicos son bastante interesantes porque tienen colores brillantes diferentes, lo que facilita su distinción y también hace que sea más divertido aprender. Así que exploremos ambos.
Prueba de la llama
La prueba de la llama es muy interesante y puede que incluso la realices en tu clase. Durante esta prueba, cada catión metálico produce un color diferente.
Antes de explorar esos diferentes colores, repasemos cómo se experimenta:
- En primer lugar, coge un lazo de alambre de nicromo y sumérgelo en ácido clorhídrico concentrado, luego caliéntalo. Esto sirve para limpiar el alambre.
- A continuación, sumérgelo de nuevo en el ácido y después en el compuesto metálico que se está probando.
- Ahora sujeta el bucle en la llama azul de un mechero Bunsen.
- Verás un color específico, y puedes compararlo con cuando exploramos los distintos colores. Si un compuesto metálico tiene una mezcla de metales, algunos de los colores de la llama pueden estar dominados por otros.
Ahora explora los distintos colores que verás y emparéjalos con el ion metálico correcto. Los iones de litio , Li+, producen un color de llama carmesí, los iones de sodio (Na+) producen un color de llama amarillo, los iones de potasio, K+, producen un color de llama lila, los iones de calcio (Ca2+) producen un color de llama rojo anaranjado, y los iones de cobre, Cu2+, producen un color de llama verde. Esto se resume en la tabla siguiente.
| Ión metálico | Color de la llama |
| Iones de litio, Li+ | Carmesí |
| Iones desodio, Na+ | Amarillo |
| Iones depotasio, K+ | Lila |
| Iones de calcio, Ca2+ | Naranja-rojo |
| Cobre,Cu2+ | Verde |
Tabla 1: Diferentes iones metálicos y el color de la llama que producen en la prueba de la llama.
Utilización del hidróxido sódico
También podemos utilizar una solución de hid róxido sódico para detectar algunos compuestos desconocidos. Pero éste tiene un alcance menor y no tenemos la misma reacción para todos los iones metálicos. El primer grupo son los iones de aluminio Al3+, los iones de calcio Ca2+ y los iones de magnesio Mg2+. Cuando se añade hidróxido sódico al compuesto con estos iones, se forma un precipitado blanco.
Si sigues añadiendo solución de hidróxido sódico y el precipitado se disuelve, significa que la sustancia tiene iones de aluminio. Sin embargo, si el precipitado no se disuelve, puede tratarse de iones de calcio o de iones de magnesio, que pueden comprobarse más a fondo con la prueba de la llama que hemos explorado anteriormente.
Para el segundo grupo de iones metálicos, podemos utilizar una solución de hidróxido sódico para detectar los precipitados coloreados producidos. Si aparece un precipitado azul, en la sustancia hay iones de cobre (II), si se produce un precipitado verde, hay iones de hierro (II) y si se forma un precipitado marrón, hay hierro (III). Si sigues estudiando química en el A-Level también tratarás este tema, por lo que es importante que también lo entiendas en el GCSE.
Prueba de los iones carbonato
Para comprobar la presencia de iones carbonato, tenemos un proceso en dos fases:
- Primero empezamos con la solución que vamos a probar, a la que añadimos un poco de ácido diluido. Esto producirá gas carbónico.
- A continuación, podemos probar este gas haciéndolo burbujear a través de un tubo de ensayo con agua de cal. Si hay carbonatos, el agua de cal pasará de ser una solución clara a tener un color blanco turbio lechoso.
Si observas el diagrama anterior, verás que el tubo de ensayo con nuestra muestra tiene un tapón y un tubo que lo conecta al tubo con el agua caliza. Esto sirve para garantizar que no se escapa nada del dióxido de carbono y puede utilizarse para comprobar la presencia de iones carbonato.
Si estuvieras explorando un compuesto que no se desconoce, como el carbonato de magnesio MgCO3, cuando éste reacciona con el ácido, el cloruro de magnesio produce MgCl2, agua y dióxido de carbono.
\[MgCO_3(s) + 2HCl(aq) \rightarrow MgCl_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)\].
Este dióxido de carbono puede burbujearse en agua de cal y confirmar que tenemos iones carbonato.
Prueba de los iones haluro
Nuestra siguiente prueba consiste en detectar los distintos iones haluro, que son los iones cloruro, Cl-; losiones bromuro, Br-; y los iones yoduro, I-.
Para esta reacción, empezamos añadiendo un poco de ácido nítrico diluido a la sustancia que estamos probando. Esto elimina los iones carbonato producidos, que pueden afectar a nuestros resultados.
A continuación, añadimos un poco de nitrato de plata y, si se forma un precipitado, significa que hay iones haluro presentes.
Esta prueba también nos permite determinar exactamente qué ion haluro está presente, por lo que no es necesario realizar ninguna prueba adicional. Para distinguir entre los distintos haluros, observaremos el color del precipitado producido. Si se produce un precipitado amarillo, hay iones yoduro, si se produce un precipitado crema, hay iones bromuro, y si se produce un precipitado blanco, hay iones cloruro. Esto se resume en la siguiente tabla.
| Ión haluro | Color del precipitado |
| Iones cloruro Cl- | Blanco |
| Ionesbromuro Br- | Crema |
| Ionesyoduro I- | Amarillo |
Tabla 2: Diferentes iones haluro y el precipitado coloreado que producen al reaccionar con ácido nítrico y nitrato de plata.
Prueba de los iones amonio
La última prueba que vamos a explorar es cómo detectar iones amonio (NH4+). Puedes encontrar iones de amonio en distintas sustancias, como la disolución de amonio o cualquier sal de amonio, como el cloruro amónico.
Comenzamos el proceso añadiendo hidróxido de sodio diluido a nuestra sustancia; a continuación, calentamos suavemente esta combinación.
Si hay iones de amonio presentes, los iones se convertirán en gas amoniaco. A continuación, puedes comprobarlo utilizando papel tornasol rojo húmedo, en el que si hay iones de amonio, se volverán azules.
Comprobación de la presencia de iones - Puntos clave
- Para comprobar la presencia de iones metálicos podemos utilizar la prueba de la llama y el hidróxido de sodio.
- Dependiendo del metal, aparecerá un color diferente, lo que nos permitirá identificar el metal presente.
- Para comprobar la presencia de iones carbonato utilizamos ácido diluido y burbujeamos el gas producido en agua de cal; si se vuelve de color blanco lechoso, hay iones carbonato presentes.
- Para detectar iones sulfato utilizamos ácido clorhídrico y una solución de cloruro de bario, si se producen iones sulfato verás que se produce un precipitado blanco.
- Para detectar iones haluro utilizamos ácido nítrico diluido y nitrato de plata, el resultado nos dirá si hay iones haluro presentes y cuáles.
- Para detectar iones amonio utilizamos hidróxido de sodio, si hay iones amonio el papel tornasol rojo húmedo se volverá azul.
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