2-Guía de Problemas Capítulo 2 - Cationes y Aniones

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CATEDRA DE QUIMICA ANALITICA - FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA 1 
 
 
 
 
GUÍA DE PROBLEMAS 
DE QUÍMICA ANALÍTICA 
 
SEGUNDA PARTE 
CATIONES Y ANIONES 
 
2021 
 
 CATEDRA DE QUIMICA ANALITICA - FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA 2 
CAPÍTULO 2 
Cationes y Aniones 
PROBLEMAS PARA RESOLVER 
Los ejercicios que se encuentran en este capítulo se responden con las 
ecuaciones químicas correctamente escritas y completas, considerando la teoría 
correspondiente. 
Se recomienda a los alumnos consultar la bibliografía pertinente: 
*Guía de Trabajos Prácticos de Química Analítica 
*Clases teóricas 
*Burriel Martí F., Lucena Conde F., Arribas Jimeno S., Hernández Méndez J., 
“Química Analítica Cualitativa”, 15a edición, Ed. Paraninfo, 1994. 
*Skoog D., West D., Holler J., Crouch S., “Fundamentos de Química Analítica”, 
8va edición, Ed. Thomson, 2004. 
 
1- Explique qué ocurre cuando se suspende hidróxido de cobalto en solución de 
a) amoníaco; b) nitrato de sodio y c) ácido sulfúrico. 
2- ¿Por qué el hidróxido de cromo (III) se disuelve en hidróxido de sodio y no en 
amoníaco? ¿Cuál es la diferencia con el hidróxido de cinc? 
3- Separe los cationes que componen las siguientes mezclas utilizando un solo 
reactivo general en cada paso de la separación: 
a) Cu2+, Mg2+ y Pb2+. 
b) Al3+, Bi3+ y Ca2+. 
c) Zn2+, Ba2+ y NH4+. 
4- Indique si puede tener en una misma solución las siguientes sustancias: 
a) iones cloruro, iones plata y amoníaco. 
b) iones carbonato, iones magnesio y ácido clorhídrico. 
c) iones sulfito, iones calcio y ácido clorhídrico. 
d) iones ioduro, iones plata y cianuro. 
Justifique su respuesta con la teoría y las ecuaciones balanceadas que 
correspondan. 
5- Una solución ligeramente ácida contiene los siguientes cationes: Pb2+, Hg2+, 
Al3+, Zn2+, Ba2+ y NH4+. Sobre una alícuota de la solución se añaden en el orden 
indicado los reactivos abajo mencionados. En el caso de obtenerse un 
precipitado éste se separa por filtración antes de agregar el reactivo siguiente. 
a) ácido sulfúrico diluido 
b) ioduro de potasio en exceso 
c) hidróxido de sodio en exceso 
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¿Qué observará en cada caso? Justifique su respuesta con la teoría y 
ecuaciones balanceadas correspondientes. 
6- Llega al laboratorio una muestra de cloruro de potasio sólida que se presume 
contiene dos aniones como impurezas. Para confirmar dicha presunción se 
realizaron los siguientes ensayos: 
i) el agregado de ácido sulfúrico produce desprendimiento de un gas. 
ii) decolora el sistema I3-/I-. 
iii) por agregado de Ba2+ se observa la formación de un precipitado blanco. 
¿Cuál o cuáles de las siguientes opciones es la correcta?: 
a) sulfato y fosfato; 
b) sulfito y fosfato; 
c) carbonato y arseniato; 
d) ninguna opción es correcta. 
Justifique su respuesta con la teoría y todas las ecuaciones involucradas. 
7- Al realizar el análisis de cationes de una muestra líquida se obtienen los 
siguientes resultados: 
i) reacción al medio: ácida. 
ii) por el agregado de hidróxido de sodio a una alícuota de muestra se obtiene 
un precipitado, parcialmente soluble en exceso de reactivo. 
iii) por el agregado de amoníaco a una segunda alícuota de muestra se 
obtiene un precipitado, parcialmente soluble en exceso de reactivo. 
¿Cuál de las siguientes opciones es la correspondiente a la composición de la 
muestra? Justifique su respuesta con la teoría y ecuaciones balanceadas 
correspondientes. 
a) K+/ Zn2+/ Bi3+ 
b) Na+/ Pb2+/ Fe3+ 
c) Ca2+/ Cr3+/ Mn2+ 
8- Para identificar el ión amonio en un sustituto de sal se procede de la siguiente 
manera: a unos miligramos de la muestra se le agrega agua destilada, luego se 
centrifuga y el sobrenadante es transferido a un tubo de hemólisis. Sobre la boca 
del tubo se coloca un papel de filtro embebido con reactivo de Nessler. No se 
observaron cambios en el papel con el reactivo de Nessler. ¿Por qué el resultado 
fue negativo? En el caso de encontrar un error en el procedimiento indique cómo 
procedería. Justifique su respuesta con la teoría y ecuaciones balanceadas 
correspondientes. 
9- Una solución contiene Na+, Co2+ y Al3+ ¿cómo separa cada catión utilizando 
reactivos generales? Justifique su respuesta con la teoría y ecuaciones 
balanceadas correspondientes. 
10- En el análisis de aniones de una muestra líquida recibida en un laboratorio, 
se obtuvieron los siguientes resultados: 
i) reacción al medio alcalina. 
ii) por el agregado de ácido sulfúrico desprende un gas ácido. 
iii) por agregado de nitrato de plata y ácido nítrico se observa la aparición de 
un precipitado amarillo insoluble en amoníaco concentrado. 
iv) por el agregado de cloruro de bario no se observa cambio alguno. 
¿Cuál de las siguientes opciones es la composición de la muestra? 
a) ioduro y bicarbonato. 
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b) sulfato y cloruro. 
c) bromuro y fosfato. 
d) ninguna opción es correcta. 
c) ioduro y carbonato. 
Justifique su respuesta con la teoría y las ecuaciones balanceadas que 
correspondan. 
11- Una solución contiene K+, Ni2+ y Bi3+ ¿cómo separa cada catión utilizando 
reactivos generales? Justifique su respuesta con la teoría y ecuaciones 
balanceadas correspondientes. 
12- Al realizar el análisis de aniones de una muestra líquida se obtienen los 
siguientes resultados: 
i) reacción al medio alcalina. 
ii) por el agregado de ácido sulfúrico desprende un gas ácido. 
iii) por agregado de nitrato de plata y ácido nítrico se observa la aparición de 
un precipitado amarillo soluble en cianuro. 
iv) por el agregado de solución de cloruro de bario se observa la aparición 
de un precipitado blanco. 
¿Cuál de las siguientes opciones es la composición de la muestra? 
a) ioduro y bicarbonato. 
b) sulfato y cloruro. 
c) carbonato y sulfato. 
d) ioduro y carbonato. 
c) ninguna opción es correcta. 
Justifique su respuesta con la teoría y las ecuaciones balanceadas que 
correspondan. 
13- Para confirmar la composición de un sólido que se presume es cloruro de 
bario se disolvió una porción de la misma en agua. Sobre una alícuota de la 
solución obtenida se realizó un protocolo de análisis y con los resultados 
obtenidos se confeccionó el informe. El protocolo y los resultados son los 
siguientes: 
i) reacción al medio: neutra. 
ii) a una alícuota de la solución acuosa se le agregó ácido nítrico (1:1), se 
calentó, luego se le agregó permanganato de potasio y ácido sulfúrico 
concentrado y se tapó el tubo con un papel de filtro embebido con bromuro 
de potasio - fluoresceína. Se observó el cambio de color del reactivo. 
iii) a otra porción de solución se le agregó ácido sulfúrico, el precipitado 
obtenido se lavó con agua destilada y luego se le agregó rodizonato de sodio. 
No se observó cambio alguno. 
Según los resultados obtenidos se informó que la muestra no contiene cloruro 
de bario. ¿Es correcta la conclusión informada?. De ser necesario haga las 
modificaciones que considere pertinentes. Justifique su respuesta con la teoría 
y ecuaciones balanceadas correspondientes. 
14- Una muestra contiene los siguientes aniones fosfato, bromuro y carbonato. 
a) ¿Cuál o cuáles de dichos aniones liberan gases por el agregado de un 
ácido? 
b) ¿Cuál o cuáles de los aniones mencionados producen un precipitado 
blanco soluble en ácido clorhídrico, por el agregado de cloruro de bario? 
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c) ¿Cuál o cuáles de dichos aniones colorean amarillo el cloroformo por el 
agregado de exceso de hipoclorito de sodio en medio ácido? 
15- El laboratorio de control de calidad de un laboratorio de especialidades 
medicinales debe realizar el análisis de cloruro de amonio, materia prima. A 
continuación se detallan los ensayos realizados, y los resultados obtenidos 
correspondientes al último lote recibido en el laboratorio; con los cuales se realizó 
el informe: 
a) reacción al medio:ácida. 
b) una porción del sólido se disuelve completamente en agua destilada. 
c) al agregar solución de hidróxido de sodio en una alícuota de la solución 
acuosa se observó el desprendimiento de un gas que reaccionó con el 
reactivo de Nessler. 
d) a otra alícuota de la disolución se le agregó ácido nítrico diluído al medio, 
se calentó, luego se agregó permanganato de potasio y ácido sulfúrico 
concentrado, se tapó el tubo con un papel de filtro embebido con bromuro de 
potasio - fluoresceína y se observó la aparición de una mancha rosada. 
En el informe se confirmó la composición química de la materia prima. ¿Está de 
acuerdo con el resultado informado?. En caso negativo realice los cambios que 
considere necesarios. Justifique su respuesta con la teoría y ecuaciones 
balanceadas correspondientes. 
16- Una muestra cuyo único catión es el ión sodio tiene reacción al medio 
alcalina. El anión o los aniones forman un precipitado blanco con el ión bario, el 
cual se disuelve por el agregado de un ácido débil produciendo además un 
intenso burbujeo. Al tratar otra porción de la muestra con solución de nitrato de 
plata y ácido nítrico se observa la formación de un precipitado amarillento 
insoluble en amoníaco concentrado pero soluble en cianuro de potasio. ¿Cuál 
es la composición de la muestra? Justifique su respuesta con la teoría y 
ecuaciones balanceadas correspondientes. 
17- Una solución contiene los siguientes aniones: sulfato, yoduro, y bisulfito. 
a) ¿Cuál o cuáles de dichos aniones liberan gases por el agregado de ácido? 
b) ¿Cuál o cuáles de los aniones mencionados producen un precipitado 
blanco, por el agregado de cloruro de bario insoluble en acidez mineral? 
c) ¿Cuál o cuáles de dichos aniones colorean de violeta la fase clorofórmica 
al agregar solución de hipoclorito de sodio y de ácido clorhídrico? 
18- Indique si son compatibles o no las siguientes soluciones, justificando con la 
teoría y ecuaciones balanceadas: 
a) carbonato en medio ácido. 
b) nitrito en medio ácido. 
c) bromuro en mezcla con permanganato en medio ácido. 
d) sulfito en mezcla con perioduro. 
e) arseniato en mezcla con ioduro. 
19- Un analista realiza el siguiente procedimiento para analizar nitrato y nitrito en 
una muestra de agua: a) una alícuota de muestra la trata con reactivo de Griess 
(A y B) y obtiene un intenso color rojo. b) otra alícuota de muestra la trata con 
cinc en polvo y ácido acético, posteriormente agrega reactivo de Griess (A y B) 
y también obtiene un intenso color rojo. Por los resultados obtenidos en a y b 
informa que la muestra posee nitrato y nitrito. ¿El resultado del análisis es 
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correcto? Si su respuesta es positiva fundamente el procedimiento realizado, si 
en cambio es negativa desarrolle y fundamente el procedimiento que Ud. 
considere correcto. 
20- Para analizar una muestra sólida de ioduro de potasio un analista disuelve 
una porción de la muestra en agua y sobre distintas alícuotas de la solución 
acuosa obtenida, realiza los siguientes ensayos: 
a) agrega arsenito y Ce4+, 
b) agrega cobaltinitrito. 
El ensayo a) dio resultado positivo y mientras que el b) dio negativo ya que no 
obtuvo precipitado alguno, pero observó que la solución se tornó de amarillo. 
¿Es correcto el análisis? ¿Por qué? Si considera que el resultado es incorrecto 
indique cómo debió proceder el analista. Explique detalladamente cada paso 
efectuado justificando el uso de cada reactivo. Fundamente su respuesta con la 
teoría y ecuaciones correspondientes. 
21- ¿Son compatibles las siguientes soluciones? Fundamente su respuesta. 
a) bicarbonato en mezcla con sulfuro; 
b) cloruro en mezcla con permanganato; 
c) sulfito en solución ácida. 
22- Para analizar una muestra sólida de nitrato de calcio se realizaron los 
siguientes ensayos sobre diferentes alícuotas de muestra disueltas en agua: 
a) se agrega ácido sulfámico, se espera unos minutos y luego se agrega sulfato 
ferroso y ácido sulfúrico concentrado. La reacción da positiva. 
b) se agrega ácido clorhídrico 3 M y oxalato de sodio. El resultado del análisis es 
negativo, por lo cual, se informa que la muestra contiene nitrato, pero no ion 
calcio. 
¿Es correcto el informe? Justifique su respuesta con la teoría y todas las 
ecuaciones involucradas. 
23- Para comparar dos reactivos que permiten determinar la presencia Fe (III) 
en soluciones acuosas, un analista realizó los experimentos abajo detallados. La 
solución muestra empleada se supone contiene 1200 ng/mL de Fe (III). 
ENSAYO 1 ENSAYO 2 
 Blanco 
L 
Testigo 
L 
Muestra 
L 
Control 
L 
 Blanco 
L 
Testigo 
L 
Muestra 
L 
Control 
L 
Solución 
patrón de 
Fe3+ (15 
g/mL) 
 
--- 
 
18 
 
--- 
 
18 
 Solución 
patrón de 
Fe3+ (20 
g/mL) 
 
--- 
 
12 
 
--- 
 
12 
Reactivo A 50 50 50 50 Reactivo B 70 70 70 70 
Muestra --- --- 250 250 Muestra --- --- 150 150 
Agua csp 400 400 400 400 Agua csp 400 400 400 400 
Resultado - + - - Resultado - + - + 
 
a) ¿qué conclusiones puede sacar de los resultados obtenidos en ambos 
ensayos? 
b) ¿qué reactivo elegiría Ud. y por qué? 
c) si el reactivo A es el tiocianato, ¿puede sacar alguna otra conclusión más? 
Si su respuesta es positiva desarrolle su conclusión, en caso contrario 
justifique adecuadamente su respuesta. 
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24- Cómo reaccionan cada uno de los siguientes compuestos: nitrito de sodio; 
nitrato de potasio; sulfito de sodio; sulfato de sodio; tiosulfato de potasio; 
permanganato de potasio; arsenito monobásico de sodio, bicarbonato de 
potasio; hipoclorito de sodio frente a: 
a) ioduro de potasio 
b) perioduro de potasio 
Indique qué se observa en cada caso justificando su respuesta con la teoría y 
ecuaciones que corresponda. 
25- Llegan al laboratorio analítico tres muestras líquidas (M1, M2, M3), se 
sospecha que las posibles combinaciones de cationes son las siguientes: 
a) Al3+/ Ag+/ Ba2+ 
b) Ca2+/ Mg2+/ Ni2+ 
c) Cu2+/ K+/ Zn2+ 
Diseñe un protocolo experimental para cada muestra que permita: 
i) separar los cationes empleando reactivos generales, 
ii) identificar Al3+, Mg2+, y Cu2+ una vez separados.