Por supuesto, una vez que sabes lo que estás buscando, es fácil distinguir una tortuga caimán de las rocas que la rodean, ¡y desde luego no confundirías su lengua con un gusano! Estos rasgos físicos simplemente hacen que la tortuga sea aún más identificable.
Pero algunas cosas no son tan fáciles de distinguir, y esto ocurre a menudo en química. Por ejemplo, muchos aniones negativos, como los iones cloruro, los iones bromuro y los iones yoduro, son incoloros e inodoros en estado acuoso. ¿Cómo podemos distinguirlos? Para ayudar a identificar los iones negativos en solución, los científicos utilizan pruebas para los aniones.
Ah, la recogida de moras, esa tradición otoñal británica por excelencia. Las moras silvestres son sabrosas, abundantes, fáciles de ver y difíciles de confundir con cualquier otra cosa. Pero recoger otros alimentos silvestres puede entrañar un poco más de riesgo. Por ejemplo, nunca debes recoger las setas que encuentres en el campo a menos que te acompañe un experto. Esto se debe a que muchos tipos de hongos tóxicos se parecen mucho a otros perfectamente comestibles. Dos setas aparentemente idénticas podrían ser en realidad especies totalmente distintas: una segura para el consumo y otra extremadamente mortal. Las consecuencias de una identificación errónea podrían ser fatales. ¿De verdad quieres arriesgarte?
A menudo nos encontramos con situaciones similares en química. Muchas especies se parecen entre sí en determinadas situaciones, y es importante poder diferenciarlas. Por ejemplo, varios aniones, como los iones sulfato, carbonato y haluro, son todos incoloros e inodoros cuando son acuosos: ¿cómo los distinguimos? Para ayudar a identificar los iones negativos en solución, los científicos utilizan pruebas para aniones.
- Este artículo trata sobre las pruebas de aniones en química.
- Empezaremos con una visión general de las pruebas para aniones en disolución acuosa, incluyendo su importancia y usos.
- A continuación, examinaremos más detenidamente las pruebas de los aniones carbonato, sulfato y haluro.
- A continuación, reuniremos todo lo aprendido en una práctica tabla de pruebas de aniones.
- Por último, compararemos las pruebas de aniones y cationes.
Pruebas de aniones en soluciones acuosas
Si has leído el artículo Análisis químico, sabrás que las técnicas analíticas desempeñan un papel importante en muchos ámbitos de nuestra vida. Por ejemplo, se utilizan en las industrias manufactureras, la medicina, las depuradoras, etc. El análisis químico se utiliza para identificar determinadas especies en un compuesto o solución. Esto puede ayudarnos a averiguar los productos de una reacción, detectar contaminantes y mejorar la seguridad de los productos.
Un ejemplo de análisis químico es la prueba de iones negativos, que se conocen como aniones. Todas las pruebas consisten en añadir un determinado reactivo a una solución acuosa y observar los resultados. Como todas las técnicas analíticas adecuadas, intentamos elegir pruebas que den resultados distintos y únicos para un solo ion. Por ejemplo, la prueba puede formar un precipitado coloreado o liberar un gas determinado, que luego puede identificarse.
¿Por qué una solución acuosa? Recuerda que en las sales iónicas encontramos muchos iones. En estado sólido, los iones están fuertemente unidos por fuertes enlaces iónicos, pero cuando se disuelven en agua, los iones pueden moverse libremente. Entonces pueden reaccionar con los reactivos que les añadamos. Además, realizar la prueba en disolución nos permite ver los precipitados sólidos que se forman o los gases que se desprenden.
En este artículo, veremos cómo analizar los siguientes aniones:
- Ionescarbonato (CO32-).
- Ionessulfato (SO42-).
- Ioneshaluro. En particular, nos centraremos en identificar los iones cloruro, bromuro y yoduro (Cl-, Br- e I-).
Prueba de los aniones: Pros y contras
Las siguientes pruebas para aniones que exploraremos en este artículo son baratas, sencillas de realizar y utilizan reactivos de fácil acceso. Sin embargo, no son perfectas. He aquí algunos de sus inconvenientes:
- Las pruebas de aniones no son tan exactas, sensibles ni precisas como otras técnicas de análisis químico, como la espectroscopia de emisión de llama.
- No se pueden utilizar con muestras traza y no sirven para determinar la concentración.
- También pueden dar resultados ambiguos.
- Por ejemplo, puede ser difícil distinguir entre iones de bromuro e iones de yoduro, como descubrirás más adelante. Esto significa que tienes que realizar más pruebas para distinguirlos.
- Muchas pruebas para aniones forman un precipitado o liberan un gas. En teoría, podrías medir la masa del precipitado formado o el volumen del gas liberado, y utilizarlo para calcular los niveles de aniones en tu solución. Sin embargo, el procedimiento es complicado y hay muchas posibilidades de error. En consecuencia, las pruebas de aniones se utilizan mejor cualitativamente, no cuantitativamente.
- Por otra parte, como las pruebas son sólo cualitativas, ¡no pasa nada si no mides tus soluciones y reactivos iónicos con una precisión del 100%!
Prueba de los aniones: carbonatos
En primer lugar, vamos a explorar la prueba de los iones carbonato (CO32-). La mayoría de las sales de carbonato son insolubles y no pueden identificarse de este modo, pero algunos carbonatos se disuelven en solución acuosa y, por tanto, pueden probarse. Entre las sales de carbonato solubles están las de sodio, litio, potasio, amonio y muchos carbonatos de uranio.
Éste es el proceso:
- Añade aproximadamente 10 cm3 de una solución iónica acuosa a un tubo de ensayo.
- Utiliza una pipeta para añadir unas gotas de un ácido diluido, como el ácido clorhídrico (HCl), al tubo de ensayo.
- Si la solución contiene iones carbonato, la reacción desprenderá burbujas de gas carbónico, que podemos comprobar:
- Coloca un tapón y un tubo en la parte superior del tubo de ensayo para recoger el gas desprendido.
- Haz burbujear el gas a través del agua caliza transparente.
- Si el gas es dióxido de carbono, el agua de cal se volverá turbia.
El desprendimiento de gas carbónico, que confirmamos mediante la prueba del agua caliza, nos indica que nuestra solución contiene iones carbonato.
Fig. 1: Esquema de la prueba de los iones carbonato. Se libera gas carbónico, que enturbia el agua de cal clara.StudySmarter Originals
Prueba de los aniones: sulfatos
Siguiente paso: prueba de los iones sulfato (SO42-). En lugar de liberar un gas, esta prueba utiliza una reacción de precipitación. Añadimos reactivos específicos a una solución iónica, y si se forma un precipitado blanco, sabemos que tenemos iones sulfato entre manos.
Para realizar la prueba de los iones sulfato
- Añade aproximadamente 10 cm3 de una solución iónica acuosa a un tubo de ensayo.
- Utiliza una pipeta para añadir unas gotas de ácido clorhídrico (HCl) al tubo de ensayo .
- A continuación, añade unas gotas de solución de cloruro de bario (BaCl2).
- Si la solución iónica contiene iones sulfato, se formará un precipitado blanco lechoso.
Fig. 2: Diagrama de la prueba de los iones sulfato. Un precipitado blanco indica un resultado positivo.StudySmarter Originals
Explicación de la prueba de los iones sulfato
¿Te preguntas qué es el precipitado blanco? En realidad es sulfato de bario (BaSO4), un compuesto iónico insoluble. El BaSO4 se forma cuando los iones de bario del BaCl2 acuoso reaccionan con los iones de sulfato de tu solución, y utilizamos este precipitado para confirmar la presencia de iones de sulfato. Sin embargo, el bario también puede formar precipitados blancos con otros iones, como los iones carbonato. Por eso añadimos HCl antes de pipetear nuestro BaCl2: elimina los iones carbonato de la solución para que no puedan dar un resultado falso positivo, utilizando la misma reacción que la prueba de los carbonatos que hemos visto hace un momento.
En realidad, no tienes por qué ceñirte al cloruro de bario y al ácido clorhídrico. De hecho, puedes utilizar cualquier compuesto soluble de bario, siempre que utilices un ácido con el mismo ion. Por ejemplo, podrías utilizarnitrato de bario y ácido nítrico diluido. Muy chulo, ¿eh?
Prueba de aniones: Haluros
Por último, veamos cómo identificar los iones haluro en disolución. Puedes hacerlo de múltiples formas, pero hoy aprenderemos sobre su reacción con una solución de nitrato de plata. Este método concreto es otro ejemplo de reacción de precipitación y comprueba la presencia de iones cloruro (Cl-), bromuro (Br-) y yoduro (l-). ¡Incluso podemos utilizar la prueba para distinguir entre los tres!
He aquí cómo:
- Añade aproximadamente 10 cm3 de una solución iónica acuosa a un tubo de ensayo.
- Utiliza una pipeta para añadir unas gotasde ácido nítrico diluido (HNO3 ) al tubo de ensayo.
- A continuación, añade unas gotas de solución de nitrato de plata (AgNO3).
- Si la solución iónica contiene iones haluro, se formará un precipitado. El precipitado suele enturbiar todo el tubo de ensayo, y su color depende del propio ion haluro:
- Un precipitado blanco significa que la solución contiene iones cloruro.
- Un precipitado de color crema significa que la solución contiene iones bromuro.
- Un precipitado amarillo significa que la solución contiene iones yoduro.
Fig. 3: Diagrama de la prueba de los iones haluro. Un precipitado indica un resultado positivo. Podemos utilizar el color del precipitado para identificar el ion haluro.StudySmarter Originals
Puede que te resulte difícil distinguir el precipitado cremoso de bromuro del precipitado ligeramente amarillo de yoduro. Afortunadamente, hay otras pruebas que podemos realizar para distinguir entre ambos. Las conocerás si estudias Química en el nivel A.
Explicación de la prueba de los iones haluro
En esta prueba, nuestro precipitado es un haluro de plata iónico. Si nuestra solución contiene iones cloruro, producimos AgCl; si nuestra solución contiene iones bromuro o iones yoduro, producimos AgBr o AgI respectivamente. Estos compuestos iónicos son insolubles, por lo que precipitan fuera de la solución.
Al igual que en la prueba de los sulfatos, el ácido se utiliza para eliminar los carbonatos. Éstos también formarían un precipitado blanco. Pero ten en cuenta que aquí no podemos utilizar ácido clorhídrico, ya que contiene iones cloruro y, por tanto, ¡daría un resultado falso positivo!
Tabla de pruebas para aniones
¿Recuerdas todas las pruebas de aniones que hemos aprendido hoy? Si no es así, no te preocupes: aquí tienes una práctica tabla de pruebas de aniones que resume las tres pruebas. Hemos incluido el nombre del ion, los reactivos necesarios para la prueba, el resultado positivo que puedes esperar y cualquier otra nota.
| Ión | Reactivo(s) | Resultado positivo | Notas | |
| Carbonato | Ácido diluido (como el ácido clorhídrico) | Se desprenden burbujas de dióxido de carbono | El gas carbónico enturbia el agua caliza clara | |
| Sulfato | Ácido clorhídrico + solución de cloruro de bario | Se forma un precipitado blanco | ||
| Haluro | Cloruro | Ácido nítrico diluido + solución de nitrato de plata | Se forma un precipitado blanco | |
| Bromuro | Se forma un precipitado de color crema | Realiza más pruebas para distinguir entre ambos | ||
| Yoduro | Se forma un precipitado amarillo | |||
Prueba de aniones y cationes
Este artículo se ha centrado en la búsqueda de aniones, como los que se encuentran en una solución acuosa de un compuesto iónico disuelto. Los aniones son iones negativos. Pero recuerda que los compuestos iónicos también contienen iones positivos. Éstos se conocen como cationes. ¿Cómo podemos comprobarlos?
Existen dos métodos principales para comprobar la presencia de cationes:
- Podemos identificar algunos cationes metálicos mediante la prueba de la llama. Consiste en sumergir un alambre de nicromo en una solución iónica y mantenerlo en la llama de un mechero Bunsen. La llama cambia de color según el ion metálico que contenga la solución. Por ejemplo, los iones potasio hacen que la llama arda de un púrpura brillante, mientras que los iones calcio producen una llama rojo ladrillo.
- No todos los cationes metálicos cambian el color de la llama. Sin embargo, podemos detectar otros cationes mediante la prueba del hidróxido de sodio. Esta prueba consiste en añadir gradualmente hidróxido de sodio (NaOH ) a una solución iónica hasta que haya exceso. Los iones hidróxido reaccionan con los iones metálicos en solución y forman un precipitado. Podemos utilizar el color y la solubilidad de estos precipitados para determinar la identidad del catión metálico.
No veremos aquí las pruebas de la llama ni la del hidróxido sódico. Sin embargo, debes conocerlas para tus exámenes GCSE. Consulta las pruebas de bla bla y de hidróxido sódico para obtener más información.
Prueba de los aniones - Puntos clave
- Las pruebas deaniones son una forma de análisis químico utilizado para identificar iones negativos en una solución acuosa.
- Los científicos han ideado distintas formas de probar los aniones carbonato, sulfato y haluro. Todas las pruebas liberan un gas o forman un precipitado, lo que nos permite identificar el ion negativo.
- La adición de un ácido diluido a iones carbonato acuosos libera gas carbónico.
- Añadir ácido clorhídrico y una solución de cloruro de bario a iones sulfato acuosos forma un precipitado blanco.
- La adición de ácido nítrico diluido y solución de nitrato de plata a ioneshaluro acuosos forma un precipitado. Los distintos iones haluro dan lugar a precipitados de distintos colores.
- Las pruebas para los aniones son baratas y sencillas derealizar. Sin embargo, son menos precisas y sensibles que otras técnicas analíticas. Además, son cualitativas, no cuantitativas.
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