Analisi Chimica Qualitativa

 

ANALISI CHIMICA QUALITATIVA 1° parte: PER VIA SECCA

Analisi organolettica: ASPETTO: pulverulento – OSSIDI cristallino – SALI umido – SOSTANZE IGROSCOPICHE (NaOH, KOH, CaCl2, LiCl, ZnCl2) COLORE: bianco trasparente – sali dei metalli alcalini e alcalino-terrosi giallo – sali di Fe 3+, CdS, As2S3, Sb2S3, cromati rosso – ioduro di mercurio, minio(ossido di piombo), ferrocianuri, alcuni sali di Fe3+ verde – sali di Fe 2+, di Cr 3+, di Ni2+ azzurro blu – sali di rame, di cobalto anidri viola – alcuni sali di cromo, sali doppi, permanganati nero – alcuni ossidi di Ferro, parecchi solfuri rosa pallido – sali di manganese ODORE: aceto – acetati uova marce – solfuri (dall’acido solfidrico) mandorle amare – cianuri zolfo – solfiti (dall’anidride solforosa) aglio – composti dell’arsenico ammoniacale – sali di ammonio (dall’ammoniaca)

Saggio alla fiamma: CATIO ATIONE NE COLOR OLORE E ALL ALLA A FIAMMA Litio rosso

COLORE AL VETRINO AL COBALTO violetto

Sodio Potassio Calcio Stronzio Bario

giallo arancio forte violetto azzurrino arancio rosso rossiccio porpora verdino pisello

no ciclamino / fucsino chiaro verde no alone molto chiaro

Rame Ammonio

verde smeraldo+azzurro violetto tenue

DURATA

intenso-poco; leggero-a lungo persistente poco sprazzo persistente persistente (3-4 secondi) intenso ma volatile volatile

 

Ricerca dei CARBONATI (CO32-) Una punta di spatola di miscela viene posta su un vetrino e si aggiungono 1-2 gocce di HCl (anche diluito); la comparsa di effervescenza indica la presenza di carbonati. CO32- + 2HCl  2Cl- + H2O + CO2 N.B. : una leggerissima effervescenza la producono anche i Solfiti con sviluppo di SO 2 con odore di Zolfo bruciato

Ricerca dell’AMMONIO (NH4+) Una punta di miscela si pone nel mortaio e vi si aggiunge aggiunge il doppio del suo volume di CaO solido; si  pesta con forza e lo sviluppo di un odore irritante caratteristico di Ammoniaca denota la presenza di Ammonio. N.B. : spesso la reazione è favorita dall’aggiunta di una goccia d’acqua; inoltre inumidendo un piccolo

 pezzo di cartina indicatrice e tenendolo sopra il mortaio, si colora in blu per l’azione basica dell’Idrossido di ammonio (NH4OH) 2NH4+ + Ca(OH)2  2NH3 + 2H2O + Ca2+

ACETATI (CH3COO-) e SOLFITI (SO32-) Una punta della miscela si pone in mortaio con il doppio in volume di Bisolfato (KHSO 4); si pesta forte e si odorano i gas che si sviluppano: odore di aceto-Acetati, di zolfo bruciato-Solfiti. 2CH3COO- + 2KHSO4  2CH3COOH + K 2SO4 + SO42N.B. : in caso di presenza insieme di Acetati e Solfiti in genere prevale l’odore di aceto

Ricerca dei CARBONATI in presenza di SOLFITI Una punta di miscela si pone sul fondo di una provetta da centrifuga e vi si aggiungono alcune gocce di soluzione concentrata di KMnO4 (Permanganato di potassio, di colore viola scuro): il Mn si riduce e lo S4+ passa a S6+ con “distruzione” dei solfiti. Si aggiunge Permanganato fino a quando la soluzione rimane viola. Si aggiunge una pipettata di HCl 2N e si tappa subito la provetta col tubo a squadra; si convoglia il gas che si sviluppa in una seconda provetta contenente una soluzione di Acqua di barite (Ba(OH) 2). La presenza di Carbonati è rivelata dall’intorbidamento dell’Acqua di barite per la formazione di BaCO3 insolubile, che precipita, bianco. Ba(OH)2+ CO2  BaCO3+ H2O

N.B. :la soluz. di Ba(OH)2 deve essere limpida (filtrazione)  per favorire si può mettere la prima provetta in bagnomaria bollente

 

 Nel caso si abbiano dei dubbi che il precipitato nell’Acqua di barite sia solo BaCO 3, conviene centrifugare la soluzione, gettare il liquido sopra e aggiungere sul precipitato del CH 3COOH conc.: il BaCO3 si scioglie completamente, il BaSO3 no.

Ricerca dei SOLFITI in presenza di CARBONATI Una punta di miscela sul fondo di una provetta da centrifuga si addiziona con 1 ml di HCl 2N , si tappa subito col tubo a squadra e si convogliano i gas sviluppati in una seconda provetta contenente una soluz. diluita di KMnO4 (rosa chiaro) + una goccia di H 2SO4 2N. Se il Permanganato schiarisce o si decolora significa che c’erano solfiti. N.B. : La soluz. di KMnO4 viene messa in due provette: quella che non viene usata servirà di confronto nel caso non avvenga decolorazione ma solo schiarimento.

Al tubicino da saggio IODURI(I-), BROMURI(Br -), NITRATI(NO3-) Si pone sul fondo del tubicino una punta di Bisolfato KHSO4 ; sopra si pone una punta di miscela. Tenendo il tubicino con l’apposita pinza si porta a fusione la miscela su un Bunsen sotto cappa. Si guarda il colore dei gas che si sviluppano: un gas viola è indice della presenza di Ioduri;  giallo-bruno di Bromuri; rosso-bruno di Nitrati (è l’Ipoazotide: N2O3 + N2O5 ≈ N2O4 ≈ 2NO2)

Ricerca dei BORATI (BO33-) SOTTO CAPPA Una punta di miscela si pone nella capsula di porcellana, si aggiunge ½ - 1 ml di Alcol etilico e 3-4 gocce di H2SO4 conc.; si mescola con la bacchettina di vetro e si incendia l’alcol. In presenza di Borati la fiamma sarà verde ai bordi.

Ricerca di NITRATI in presenza di AMMONIO Una punta di miscela si pone in provetta lunga con 1 ml di NaOH 2N; Se nella miscela c’è Ammonio, lo si elimina totalmente ponendo la provetta in bagnomaria controllando  periodicamente con cartina umida se esce Ammoniaca. Se non c’è Ammonio si aggiungono due punte di spatola di Lega di Devarda (Cu 50%, Al 45%, Zn 5%) ed alcune goccedella di NaOH 2N. (esotermica Si tappa la provetta convivace): un batuffolo di cotone troppo pressato attende l’inizio reazione e piuttosto si forma H2 chenon agisce sugli NO3-, e si formando NH3, che, se c’è, possiamo rilevare appoggiando un pezzo di cartina inumidita sul cotone.

 

Analisi al coccio (per Mn2+ e Cr 3+) Su un coccio di porcellana si pone una PICCOLISSIMA quantità di miscela insieme a 4-5 volte il suo volume di MISCELA FONDENTE-OSSIDANTE (3 parti di Na 2CO3 + 1 di KNO3). I due metalli si ossidano: Mn2+ Mn6+ (manganati verdi, MnO42-) Cr 3+ Cr 6+ (cromati gialli, CrO42-) Il coccio, tenuto con la pinza per crogioli, viene posto su una fiamma da soffieria e la roba fatta fondere fino a completa fine dell’effervescenza. La massa fusa, una volta raffreddata, avrà colore verde (sali di Manganese  formazione di Manganati) o giallo (sali di Cromo  Cromati). Post-coccio Quando i due cationi sono insieme il verde dei Manganati può coprire il giallo dei Cromati. Bisogna allora porre il coccio in un piccolo becher con 1-2 ml di acqua e riscaldare fino a dissoluzione della massa fusa; si estrae il coccio e si centrifuga il liquido per separare il Mn ormai trasformato in MnO 2  bruno che intorbida. Il liquido si trasferisce in un’altra provetta, si aggiungono alcune gocce di CH3COOH 6N (controllare che la soluzione sia acida) e cinque gocce di (CH 3COO)2Pb : se ci sono cromati precipita giallo PbCrO4

 

2° parte: PER VIA UMIDA

Preparazione della soluzione alcalina Un’aliquota della miscela si pone in un becher da 50 ml con 3-4 volte il suo volume di Na 2CO3 solido insieme 30 ml di acqua distillata e alcune palline di vetro per regolarizzare l’ebollizione. Si fa bollire su fiamma ossidante bassissima per 20 min. dopo aver segnato sul becher il livello dei 30 ml: alla fine si aggiungerà altra acqua in luogo di quella evaporata. Il Na 2CO3 fa precipitare: CaSO4 + Na2CO3 CaCO3+ Na2SO4 2AlCl3 + 3Na2CO3 2Al(OH)3+ 6NaCl+ 3CO2 Hg(NO3)2 + Na2CO3 HgO + 2NaNO3+ CO2 A questo punto tutti i metalli sono precipitati come insolubili e gli anioni hanno formato Sali di Sodio solubili e incolori; il Rame però può non precipitare completamente; si lascia riposare il precipitato e si osserva il liquido limpido: se questo è incolore o leggermente azzurrino si va avanti. Se invece è decisamente azzurro (indice della presenza di Rame) si centrifuga la soluzione e si pone la  parte liquida nel becherino pulito aggiungendovi 1 ml NaOH 2M facendo nuovamente bollire in  bagnomaria fino a completa precipitazione del Rame come ossido CuO nero. Si ricentrifuga e si va avanti con la procedura Il liquido limpido si pone nuovamente nel becher e si acidifica con la quantità opportuna di CH3COOH conc. Si fa bollire a fiamma bassa la soluzione agitando energicamente con la bacchetta di vetro fino a completa scomparsa delle bollicine provocate dalla CO 2. Si ricontrolla l’acidità. Eliminati i carbonati la soluzione è pronta per l’analisi degli anioni.

Ricerca dei CLORURI(Cl-) (e BROMURI e IODURI) Un’aliquota (2-3 ml) di soluz. alcalina si pone in provetta da centrifuga, si acidifica con 2-3 gocce di HNO3 4M e si aggiungono 4 gocce di AgNO3 Cl- + AgNO3  AgCl + NO3La formazione di AgCl (precipitato bianco caseoso che col tempo annerisce) è indice della presenza di Cl- - si aggiunge AgNO3 fino a quando non precipita più niente. Purtroppo anche Br - e I- hanno la stessa reazione ma si colorano rispettivamente di giallino caseoso e giallo caseoso; se sono insieme prevalgono i “colorati”. Se neanche col tubicino si riesce a distinguere cosa c’è nella miscela, si fa così: si centrifuga, si getta il liquido superiore e il precipitato viene trattato col triplo del volume di una soluzione satura e calda di (NH 4)2CO3. L’AgCl si scioglie per la formazione di un complesso di AMMINOARGENTO mentre Br e I rimangono indisciolti. Si centrifuga ancora e il liquido contenente il complesso di amminoargento si trasferisce in una nuova  provetta. Si acidifica con alcune gocce di HNO 3 conc. (effervescenza) in caso di presenza di Cl riprecipiterà AgCl bianco.

 

Ricerca di BROMURI e IODURI Un’aliquota di soluz. alc. si pone in provetta lunga e si acidifica con due gocce di H 2SO4 2N; si aggiungono poi alcune gocce di Cloroformio (CHCl 3) in modo da formare sul fondo della provetta una  piccola bolla. Si addizionano poi 7-8 gocce di Acqua di cloro fresca (= soluz. di Cl 2 in acqua, deve avere un forte odore di cloro) e poi si agita la provetta. La presenza presenza di Ioduri è rivelata dal coloramento coloramento di viola del Cloroformio: Cloroformio: Cl2 + 2I-  I2 + 2Cl   si scioglie nel Cloroformio Per rivelare gli eventuali Bromuri, è necessario continuare ad aggiungere altre 5-6 gocce di Acqua di cloro e agitare; ripetere l’operazione allo scomparire del viola nel Cloroformio. Se ci sono Bromuri, scomparso il viola dello Iodio appare il giallo-bruno del Bromo; se non ci sono, il Cloroformio resterà incolore I2 + Cl2 - -  IO3- + Cl  incolore

Ricerca di SOLFATI (SO42-) Un’aliquota della s. a. in provetta da centrifuga si acidifica con alcune gocce di HCl 4N. Si aggiungono alcune gocce di BaCl2; La presenza di Solfati è rivelata da un precipitato bianco molto fine di BaSO 4 (scagliette piccole che riflettono la luce, resta bianco).

Ricerca dei FOSFATI (PO43-) Un’aliquota di s. a. in provetta da centrifuga si acidifica con due gocce di HNO 3 conc.; si scalda la  provetta in bagnomaria a 50°-60°C , si aggiungono poi 2 ml di Ammonio molibdato. La presenza di Fosfiti viene rivelata da un precipitato giallo di Fosfomolibdato di ammonio.  N.B. : spesso il precipitato tarda a formarsi. Se ne può favorire la precipitazione grattando l’interno della provetta con la bacchetta di vetro e prolungandone il riscaldamento in bagnomaria.

Ricerca degli OSSALATI (C2O42-) Un’aliquota in provetta da centrifuga si acidifica con alcune gocce di CH3COOH conc. Si mettono mettono poi alcune gocce di CaCl2(aq). Gli Ossalati vengono rivelati da un precipitato bianco di CaC 2O4.  N.B. : se i Solfati sono presenti in grande quantità può precipitare CaSO 4 anche lui bianco. Per  distinguere si centrifuga, si lava il precipitato due volte con acqua dist. e lo si scioglie nel min. di H 2SO4 

2N : CaC2O4 + H2SO4  H2C2O4 + CaSO4 Alla soluz. che ora contiene H 2C2O4 si aggiungono 1-2 gocce di KMnO4 molto diluito; in presenza di Ossalati il KMnO4 si decolora.

 

Ricerca dei NITRATI Un’aliquota in provetta lunga si acidifica con alcune gocce di H 2SO4 2N. Gli si versano poi con estrema cautela e facendolo scorrere sulle pareti 1ml di H 2SO4 conc. in modo che non si mescoli con la soluzione ma formi al di sopra uno strato ben visibile. Si aggiunge poi rapidamente e senza disperderlo sulle pareti una spatolata di FeSO 4 solido. La comparsa di un anello marrone nel punto di divisione delle due soluzioni è indice della presenza di  Nitrati.