Analisi qualitativa cationi

PROCEDIMENTO:

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale e 1-2ml di acquia 4+

- In un’altra provetta preparare 2ml di tampone ammoniacale (NH /NH ): 1ml di

3

NaOH 2M + 1ml di NH Cl 2M. Se manca NH , metto 1ml di NaOH + 2ml di NH Cl. Se

4 3 4

manca NH Cl metto 1ml di HCl + 2ml di NH . Il tampone va preparato, quello già

4 3

pronto presente nel reagentario comune non va usato perché potrebbe essersi

deteriorato e non essere più a pH 9, quindi falserebbe il risultato del saggio.

- A questa provetta aggiungo goccia a goccia la soluzione del sale

- In presenza di Al si forma un precipitato bianco gelatinoso di idrossido di alluminio.

2+ 2+ -

Interferenze: Zn : Zn + 2OH Zn(OH) (bianco). Per ovviare al problema è sufficiente

2

procedere come sopra descritto e poi aggiungere alcune gocce di NH conc. In presenza di Zn, il

3

2+ -

precipitato si solubilizza: Zn(OH) + 4NH [Zn(NH ) ] + 2OH . Quest’interferenza può capitare

2 3 3 4

se abbiamo messo troppo sale o se l’NH è svaporata(=diluita).

3

IV GRUPPO (Zn )

2+

Precipitazione come solfuro:

2+ 2- 

Zn + S ZnS bianco

PROCEDIMENTO:

- Questo saggio va fatto negli appositi stanzini posizionati ai lati del laboratorio

- Alla soluzione preparata per il gruppo III (tampone ammoniacale pH=9) aggiungere

qualche goccia di tioacetammide

- Scaldare a bagnomaria

2+

- In presenza di Zn si forma un precipitato bianco di solfuro di zinco

- Per lo smaltimento prestare i medesimi accorgimenti del II gruppo.

V GRUPPO ( Ca )

2+

1) Precipitazione come carbonato:

2+ 32- 

Ca + CO CaCO bianco

3

2) Precipitazione come ossalato (conferma):

2+ 42- 

Ca + C O CaC O bianco

2 2 4

PROCEDIMENTO:

1) Precipitazione come carbonato

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale incognito e 1-2ml di acqua

- Aggiungere qualche goccia di (NH ) CO ( carbonato di ammonio )

4 2 3

2+

In presenza di Ca si forma un precipitato bianco.

2) Precipitazione come ossalato (conferma)

- In una provetta mettere 1 pipettata di acido acetico e 1 pipettata di acetato per

ottenere 2ml di tampone acetato a pH=4-5

- Aggiungere una punta di spatola di sale incognito e solubilizzarlo

- Aggiungere qualche goccia di (NH ) C O ( ossalato di ammonio )

4 2 2 4

- Si ha un precipitato bianco

3) Saggio alla fiamma

La fiamma diventa rosso mattone, ma non si vede molto bene perché questo saggio viene

meglio utilizzando il filo di platino e non quello di Cu-Zn come si fa in laboratorio. Nel saggio

alla fiamma non interferiscono altri cationi, quindi si può fare quando lo si vuole, basta che

la bacchetta con il filo sia pulita, altrimenti si ha l’interferenza.

VI GRUPPO ( NH )

4+

Liberazione di ammoniaca gassosa:

4+ - 

NH + OH NH + H O

3 2

PROCEDIMENTO:

- Preparare un bagnomaria ben caldo

- In una provetta mettere una spatolata di sale incognito e circa 1ml di NaOH 2M

- Scaldare a bagnomaria

- Si può riconoscere lo sviluppo di NH grazie al suo odore caratteristico oppure

3

bagnando una cartina indicatrice con dell’ acqua deionizzata e avvicinandola alla

provetta senza farle toccare il bordo. La cartina virerà diventando azzurra.

Questo procedimento va fatto velocemente, altrimenti l’ammoniaca evapora prima

che riusciamo a rilevarla. Quindi bisogna avvicinare la cartina nel momento in cui si

aggiunge NaOH

Tutti i sali di ammonio, sodio e potassio sono idrosolubili

VI GRUPPO ( Mg )

+2

Precipitazione come idrossido:

2+ - 

Mg +2OH Mg(OH) bianco ( molto difficile da vedere perché è praticamente

2

trasparente)

PROCEDIMENTO:

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale incognito e 1-2ml di acqua

- Aggiungere alcune gocce di giallo tiazolo ( colorante che colora Mg(OH) )

2

- Aggiungere NaOH fino al raggiungimento di un pH fortemente basico

2+

- In presenza d Mg si forma un precipitato fioccoso rosso ( come il Campari ). Per

essere positivo, il precipitato deve essere rosso, giallo non va bene e probabilmente

sarà idrossido di calcio.

VI GRUPPO ( Na )

+

Saggio alla fiamma: giallo-arancione persistente

VI GRUPPO ( K )

+

Saggio alla fiamma: lilla-violaceo

VI GRUPPO ( Li )

+

Saggio alla fiamma: rosso-porpora ( rosso ciliegia )

PROCEDIMENTO:

- In una provetta mettere circa 1ml di HCl conc

- Immergere il filo di Pt nell’ HCl e portarlo a contatto con la polvere del sale

incognito in modo che una piccola quantità rimanga adesa al filo

- Portare il filo sulla fiamma del becco bunsen impostato su ossidante, ovvvero con la

ghiera aperta. Il filo deve essere posto nella parte apicale della fiamma, ovvero la

più calda. Osservare la colorazione che si sviluppa.

- Ripetere l’operazione qualche volta per essere sicuri.

NB. Non avvicinare la bacchetta di vetro alla fiamma perché si fonde e non immergerla quando è

calda nell’ HCl perché si rompe a causa dello sbalzo termico.

Prima di fare questo saggio bisogna controllare che il filo sia pulito e lo si fa mettendo il filo sulla

fiamma SENZA immergerlo prima in HCl e senza metterlo a contatto con la sostanza da analizzare.

Se la fiamma non si colora allora il filo è pulito, se si nota un colore bisogna bagnare il filo con HCl

e rimetterlo sulla fiamma. Ripetere questa operazione finchè non si noterà nessuna colorazione

sulla fiamma. Se il filo risulta ancora sporco lo si può appoggiare sul banco e schiacciarlo con la

spatola per togliere eventuali incrostazioni di sali precedentemente usati.

Con il saggio alla fiamma NON si usano i guanti perché sono facilmente infiammabili.

COLORI:



Litio rosso ciliegia



Sodio giallo – arancio



Potassio violetto -> è sempre coperto dal sodio, che ha una colorazione molto persistente che

ricopre quella degli altri composti. Quindi per visualizzarlo bene si può guardare attraverso il vetro

al cobalto usandolo come filtro. Noteremo solo la fiammella del potassio, se esso è presente e non

la grande fiamma del sodio.



Magnesio scintille bianche



Calcio rosso-mattone -> i sali di calcio sono poco solubili, quindi sono difficili da far diventare

volatili quindi per vedere il colore bisogna rimanere sulla fiamma un po’ di più del normale. Dato

che comunque non si vede molto bene, è meglio verificare la sua presenza con le vie umide.



Bario verde pallido -> il solfato di bario è insolubile, quindi non diventa volatile. Per visualizzarlo

bisogna avvicinare il filo alla parte bassa della fiamma che è quella riducente.



Stronzio rosso acceso a sprazzi

CARBONATO DI BISMUTILE (BiO) CO

2 3

1) Solubilizzazione con HCl:

3+ -



(BiO) CO + 6HCl 2Bi + 6Cl +3H O + CO

2 3 2 2

Il pH deve essere circa 0

2) Precipitazione per aumento del pH:

3+ 2+ +

Bi + H O BiOH + H

2

3+ 2+ +

Bi +2H O Bi(OH) + H

2

2+ +



Bi(OH) BiO + H O

2

+ -

BiO + Cl BiOCl bianco (cloruro di bismutile)

3) Reazione con H S:

2

3+ +



2Bi + 3H S Bi S +6H nero

2 2 3

4) Conferma con tiourea:

3+ 3+



Bi + 3SC(NH ) [Bi(SC(NH ) ) ] giallo

2 2 2 2 3

PROCEDIMENTO:

2) Precipitazione per aumento del pH

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale incognito e aggiungere HCl dil

goccia a goccia fino al completo scioglimento del sale

- Aggiungere dell’ acqua e osservare la precipitazione di un sale bianco di cloruro di

bismutile

3) Reazione con H S

2

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale incognito e scioglierlo nel

minimo volume possibile di HCl.

- Controllare che il pH sia 0

- Sotto la cappa nell’apposito stanzino aggiungo un ugual volume di tioacetammide.

Agitare bene

- Scaldare qualche minuto a bagnomaria per permettere la completa saturazione

della soluzione con H S

2

3+

- In presenza di Bi si formerà un precipitato nero di Bi S

2 3

SALI DI CALCIO INSOLUBILI IN H O

2

Tali sali sono: CaCO , Ca(OH) , CaHPO , CaSO , Ca (PO )

3 2 4 4 3 4 2

Riconoscimento per via umida:

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale incognito e circa 1ml di HCl dil

e sciogliere il sale

- Aggiungere CH COONa fino ad avere un pH di 3-4

3

- Aggiungere qualche goccia di (NH ) C O . In presenza di calcio si forma un

4 2 2 4

precipitato bianco di CaC O

2 4

Saggio alla fiamma:

NB. I sali poco solubili devono essere lasciati sulla fiamma per più tempo prima che si possa vedere

la caratteristica colorazione. Il calcio colora la fiamma di ROSSO.

Riconoscimento degli anioni dei sali di calcio:

riconoscimento

CaCO dei carbonati

3 calcolare

Ca(OH) il pH della soluzione satura

2



CaSO riconoscimento dei solfati

4 riconoscimento

CaHPO dei fosfati

4 

Ca (PO ) riconoscimento dei fosfati

3 4 2

Distinzione tra Ca (PO ) e CaHPO :

3 4 2 4

- In un vetrino d’orologio, porre una piccola quantità di sostanza

- Aggiungere qualche goccia di AgNO . In presenza di Ca (PO ) il sale assume una

3 3 4 2

colorazione gialla per formazione di Ag PO . Questo saggio però non è molto

3 4

selettivo perché spesso non si capisce il suo risultato.

CATIONI DI SOSTANZE INSOLUBILI IN H O

2

MA SOLUBILI IN HCl DILUITO

GRUPPO CATIONE SALI

I gruppo - -

3+

II gruppo Bi (BiO )CO

2 3

III gruppo - -

2+

IV gruppo Zn ZnO

2+

V gruppo Ca CaCO , Ca(OH)

3 2

2+

VI gruppo Mg MgCO , Mg(OH) , MgO

3 2

Misura del pH:

Si effettua sulla soluzione satura ( ovvero quando si nota il corpo di fondo ):

(BiO )CO , CaCO , MgCO pH ≈ 7-8

2 3 3 3

Ca(OH) , Mg(OH) , MgO pH > 10

2 2

Solubilità:

Si sciolgono in acidi minerali diluiti.

(BiO )CO , CaCO , MgCO si sciolgono con sviluppo di effervescenza.

2 3 3 3

Ca(OH) , Mg(OH) , MgO si sciolgono sviluppando una lieve effervescenza perché possono

2 2

contenere tracce di carbonati che possono assorbire la CO contenuta nell’aria ( sviluppando

2

dunque l’effervescenza )



MgO + CO MgCO

2 3



Mg(OH) + CO MgCO + H O

2 2 3 2

CaHPO , CaSO , Ca (PO ) non producono effervescenza.

4 4 3 4 2

OSSIDO DI ZINCO (ZnO)

1) Solubilizzazione con HCl:

2+ -



ZnO + 2HCl Zn + 2Cl +H O

2

2) Precipitazione come solfuro ( pH ≈ 9 ):

2+ 2- 

Zn + S ZnS bianco

PROCEDIMENTO:

- In una provetta mettere una punta di spatola di sale incognito e scioglierlo nel

minimo volume di HCl dil possibile