1. Química Analítica I
Cationes

2. Na+
Cl−
Bond … ionic bond!

3. Acidez de los cationes
Catión Acidez Comentario
Na+ Nula Existe como Na+
Pb2+ Leve Existe junto con Pb(OH)+
Fe3+ Alta Minoritario, existe como
complejos hidroxilados
As3+ Muy alta Existe como HAsO2 / AsO2−
As5+ Muy alta Existe como H3AsO4 /
H2AsO4− / HAsO42− /AsO43−

4. Especies de Al(III) en solución acuosa:
Al3+ Al(OH)2+ Al(OH)2+ Al(OH)3(aq)
Al(OH)4− Al2(OH)24+ Al3(OH)45+
¡Especie minoritaria!
Al 3+
Al(III)

5. Propiedades redox de los cationes
Ión Carácter Potencial de reducción
Cr2+ Muy reductor E0 Cr(III)/Cr(II) = 0.40
Co3+ Muy E0 Co(III)/Co(II) = 1.84
oxidante
Cu+ Dismutable E0 Cu(II)/Cu(I) = 0.16
E0 Cu(I)/Cu(0) = 0.52
Fe2+ Reductor E0 Fe(III)/Fe(II) = 0.77
leve
Cr2O72− y Oxidantes E0 Cr(VI)/Cr(III) = 1.30
MnO4− E0 Mn(VII)/Mn(II) = 1.55

6. Propiedades redox de los cationes
Ión Carácter Comentario
Cr2+ Muy reductor Se oxida a Cr3+ (H2O)
Co3+ Muy Se reduce a Co2+ (H2O)
oxidante
Cu+ Dismutable Se convierte en Cu2+ y Cu0
Fe2+ Reductor Se oxida fácilmente a Fe3+
leve (HNO3)
Cr2O72− y Oxidantes Se reducen fácilmente a Cr3+ y
MnO4− Mn2+ (etanol)

7. Diagrama de Pourbaix del manganeso
?
Zona estable

8. Diagrama de Pourbaix del cromo
E
1 HCrO4−
Zona estable CrO42−
Cr3+
Cr(OH)2+
0 Cr(OH)3
Cr2+
−1
Cr0
2 7 12
pH

9. Análisis de cationes
Etapas
1. Análisis de aniones
2. Eliminación de interferencias de aniones para el
análisis de cationes
3. Análisis de cationes

10. Análisis de cationes
Interferencias
1. Aniones oxidantes o reductores
2. Aniones formadores de complejos
3. Aniones precipitantes
Se eliminan de manera específica, una vez que
se han identificado a través del análisis de los
aniones de la muestra.

11. Análisis de cationes
Clasificación de los cationes en grupos
II III
I IV V
IIA IIB IIIA IIIB
HCl dil. TA / HCl dil. NH3/NH4+ TA / pH 9 CO32− −
pH 9
Ag+ Cd2+ Sn2+ y Sn(IV) Fe(III) Zn2+ Ca2+ Na+
Pb2+ Pb2+ Sb(III y V) Al(III) Ni2+ Sr2+ K+
Hg22+ Hg2+ As(III y V) Cr(III) Co2+ Ba2+ Mg2+
Bi3+ Mn2+
Cu2+

12. Comentarios sobre la marcha de cationes
1. El análisis es secuencial, desde el grupo I al V.
2. El pH aumenta desde el grupo I al V.
3. Los reactivos empleados son generales.
4. Los cationes de cada grupo pueden separarse
entre sí, aunque a veces requieren reactivos
específicos.
5. Todos los cloruros son solubles, excepto los del
grupo I.
6. No se puede concluir una regla análoga para los
sulfuros, por ejemplo, Ag2S no es soluble.

13. Reglas generales de solubilidad
1. Todos los cloruros son solubles, excepto los del
grupo I.
2. Todos los nitratos son solubles.
3. Todos los sulfatos son solubles, excepto el de
bario y el de plomo.
4. Las sales provenientes de ácidos débiles son
solubles en medio ácido, excepto … ¿quiénes?
5. Todas las sales de sodio y potasio son solubles.

14. Problema
Separar e identificar, usando reactivos generales,
los siguientes cationes:
Cu2+ Fe(III) Al(III)

15. Reglas generales sobre colores
1. Sales de anión coloreado y/o catión coloreado
son coloreadas.
2. Sales de catión incoloro y/o anión incoloro son,
en general, blancas, excepto en casos que el
anión sea fácilmente polarizable (ioduro,
sulfuro).

16. Reglas generales sobre colores
1. Los cationes con orbitales d completos son
incoloros.
2. Los cationes con orbitales d incompletos son
coloreados, en general, pálidos.
3. Algunos complejos de cationes con orbitales d
incompletos son de color intenso.

17. Cationes con orbitales d completos
Orbital atómico de alta energía
Eg
hν
T2g
Catión incoloro

18. Cationes con orbitales d incompletos
Eg
hν
T2g
Catión coloreado
(pálido: transición d-d prohibida)

19. Ejemplos
1. Ag+ ([Kr]4d10) incoloro.
2. Cu2+ ([Kr]3d9) celeste, Cu+ ([Kr]3d10)
incoloro.
3. Zn2+ ([Ar]3d10), Zn2+ ([Kr]4d10), Hg2+
([Xe]4f145d10) incoloros

20. Cationes con orbitales d incompletos
Eg
hν
Orbital del ligando
Orbital del ligando
T2g
Catión coloreado
(intenso: transición de
transferencia de carga permitida)

21. Ejemplo
El Cu2+ es celeste pálido, pero el complejo
con amoníaco es azul intenso (transferencia
de carga de los electrones no enlazantes del
nitrógeno al orbital disponible del cobre).