Analisi qualitativa: riconoscimento specifico anioni

Riconoscimento specifico anioni

 

Alogenuri

1.      Preparare la soluzione acquosa della sostanza incognita

2.       acidificare con HNO₃ fino a pH 0 e scaldare all’ebollizione per qualche minuto per eliminare interferenze di solfiti, metabisolfiti e tiosolfati (SO₂ ­).

3.      Una volta raffreddata, aggiungere 10-20 gocce di AgNO₃ soluzione:

 

Cloruri

1.      Se la sostanza contiene cloruri, si osserva la formazione di un precipitato bianco (AgCl).

2.      La sospensione viene quindi centrifugata (o decantata);

3.      si elimina il surnatante e il precipitato viene lavato con H₂O distillata.

4.       Il precipitato si scioglie (a differenza di AgBr e AgI) per aggiunta di NH₄OH diluita (£ 4 M), per formazione di argento ammoniacale [Ag(NH₃)₂]⁺.

 

NB: gli iodati danno un precipitato bianco nelle stesse condizioni, solubile in NH₃ diluita. Verificare con reazione specifica (vedi oltre).

 

Lavaggio del precipitato: dopo l’eliminazione del surnatante, aggiungere 1 ml di H₂O, centrifugare, separare il surnatante e verificare il pH (che risulterà ancora acido); ripetere la procedura fino ad ottenere un pH neutro del surnatante. Solo a questo punto, dopo eliminazione del surnatante, aggiungere ammoniaca e valutare la solubilità.

 

Bromuri

1.      Se la sostanza contiene bromuri, si osserva la formazione di un precipitato di colore giallo pallido (AgBr).

2.      La sospensione viene quindi centrifugata (o decantata);

3.      si elimina il surnatante e il precipitato viene lavato con H₂O distillata.

4.      Il precipitato (a differenza di AgI) si scioglie, almeno in parte, per aggiunta di NH₄OH 8 M (o comunque > 4 M) per formazione di argento ammoniacale [Ag(NH₃)₂]⁺.

 

Prova di conferma della presenza dei Br^-

Preparare una nuova soluzione acquosa del sale, acidificare con H₂SO₄ dil, aggiungere alcune gocce di ipoclorito di sodio: si osserva una colorazione giallo-bruna per formazione di Br₂. Aggiungendo 1 ml di CH₂Cl₂ (o cloroformio) e agitando, la fase organica (sottostante) si colora di arancio.

2Br^- + Cl₂ → Br₂ + 2 Cl^-

 

Ioduri

1.      Se la sostanza contiene ioduri, si osserva la formazione di un precipitato di colore giallo (AgI).

2.      La sospensione viene quindi centrifugata (o decantata);

3.      si elimina il surnatante e il precipitato viene lavato con H₂O distillata.

4.      Aggiungere NH₄OH 8 M (o comunque > 4 M):  il precipitato risulta insolubile anche in NH₃ concentrata (differenza con AgCl, AgBr).

 

Prova di conferma della presenza degli I^-

Preparare una nuova soluzione acquosa del sale, acidificare con H₂SO₄ dil, aggiungere alcune gocce di ipoclorito di sodio: si osserva una colorazione bruna per formazione di I₂ . Aggiungendo 1 ml di CH₂Cl₂ (diclorometano) o CHCl₃ (cloroformio) e agitando, la fase organica (sottostante) si colora di viola.

2I^- + Cl₂ → I₂ + 2Cl^-

 

Iodati (interferenza per cloruri)

Alla soluzione acquosa del sale acidificata con HCl (alcune gocce), aggiungere una punta di spatola di KI. In presenza di iodati, si ottiene una colorazione giallo-bruna (per formazione di IODIO).

IO₃^- + 6H⁺  + 5I^- Û  3I₂¯ + 3H₂O

 

Prova di conferma della presenza degli IO₃^-

Preparare una nuova soluzione acquosa del sale e aggiungere alcune gocce di BaCl₂. Si ha la formazione di Ba(IO₃)₂ con comparsa di colorazione BIANCO/GIALLA (poco solubile in HCl 2N, solubile in HCl 6N).

 

Iodati IO3⁻⁻ :

Reazione con AgNO3:Alla soluzione acquosa acidificata con HNO3 (alcune gocce), aggiungere alcune gocce di AgNO3. Si ha la formazione di un precipitato bianco caseoso di AgIO3 solubile in NH3 diluita (attenzione Cloruri!)

 

Tiosolfati (S2O3--):

L’acidificazione con HNO3 dovrebbe favorire la loro eliminazione come SO2

S2O3-- + 2 Ag+ àAgS2O3 ( precipitato bianco )

In breve tempo il precipitato assume una colorazione bruna e poi nera per la formazione del precipitato Ag2S secondo la seguente reazione

AgS2O3 ¯ + H2O à AgS2 ¯ + H2SO4

 

·         La soluzione acquosa, acidificata con H₂SO₄ dil., evidenzia, dopo alcuni minuti a temperatura ambiente, una significativa torbidità per formazione di zolfo. Per riscaldamento a b.m. si ha sviluppo di SO₂, evidenziabile con un pezzo di carta da filtro imbevuta di bicromato potassico (vedi saggio solfiti, metabisolfiti).

·         S₂O₃^2- + 2H⁺ Û S↓ + SO₂↑ + H₂O

 

Prova di conferma della presenza dei S₂O₃^-2

·         Preparare una nuova soluzione acquosa, neutra o leggermente alcalina, del sale e trattarla con alcune gocce di AgNO₃: si osserva la formazione di un precipitato bianco di AgS₂O₃ (A) che nel tempo si trasforma in Ag₂S nero (B).

·         (A) S₂O₃^2- + 2 Ag⁺ Û  Ag₂S₂O₃ ↓ (bianco)

·         (B) Ag₂S₂O₃ + H₂O Û Ag₂S ↓ (nero) + 2H⁺ +SO₄^2-

 

 

Solfiti e metabisolfiti

Una p.d.s. di sostanza viene trattata con H₂SO₄ dil / HCl dil. e scaldata cautamente a b.m.. In presenza di solfiti si ha svolgimento di SO₂ (A) che fa virare dal giallo al verde una pezzo di carta da filtro imbevuta di bicromato di potassio fissata sulla bocca della provetta (B).

(A) SO₃^2- + 2H⁺ Û   (H₂SO₃) = SO₂↑ + H₂O

(B) 3SO₂ + Cr₂O₇^2- + 2H⁺ Û  2Cr³⁺ + 3SO₄^2- + H₂O

 

 

Distinzione solfiti/metabisolfiti: misura del pH della soluzione acquosa

• Solfiti: la soluzione acquosa è debolmente alcalina

• Metabisolfiti: la soluzione acquosa è debolmente acida

 

Solfiti e metabisolfiti sono distinguibili perché sviluppano solo SO2 in ambiente acido. La reazione con AgNO3 dà un precipitato bianco (AgS2O3) analogamente agli iodati (AgIO3) e ai cloruri, ma in questo caso si forma, nel tempo, anche Ag2S, nero.

 

 

Solfati

1.      Alla soluzione acquosa, trattata con un eguale volume di HCl 2M (IMPORTANTE per eliminare l’interferenza di tutti quegli anioni che precipitano come Sali di bario in ambiente acquoso)

2.      si aggiungono alcune gc. di BaCl₂ al 10%. In presenza di solfati si ha la formazione di un precipitato bianco di BaSO₄.

 

Prova di conferma della presenza dei SO₄^-2

Preparare una nuova soluzione acquosa del sale, acidificare con acido acetico, e aggiungere alcune gc. di piombo acetato. In presenza di solfati si forma un precipitato bianco di piombo solfato, solubile in NaOH dil.

SO₄^2- + Pb²⁺ Û PbSO₄

Pb²⁺ + 4OH^- Û [Pb(OH)₄]^2-

 

Nitrati

1.      Alla soluzione acquosa, acidificata con H₂SO₄ dil., si addizionano alcune gocce di una soluzione satura di FeSO₄. ( 5-6 )

2.      Tenendo inclinata la provetta, versare cautamente alcune gocce di H₂SO₄ conc. lungo le pareti ( 5-6 ).

3.      In presenza di nitrati si forma un anello bruno alla superficie di separazione tra lo strato di acido solforico (stratificato sul fondo della provetta) e la soluzione.

(N.B.: interferiscono bromuri e ioduri che in presenza di H₂SO₄ liberano I₂ e Br₂).

3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ Û  3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

NO + Fe²⁺ Û [Fe(NO)]²⁺

 

 

Nitriti

a. Trattare una p.d.s. della sostanza da analizzare in una provetta con ≈ 1 ml di H₂SO₄ dil.: in presenza di nitriti si osserva lo sviluppo di vapori nitrosi rosso-bruni (eseguire il test sotto cappa aspirante)

3NO₂^- + 2H⁺ Û NO₃^- + 2NO↑ + H₂O

2NO + O₂ Û 2NO₂↑

 

b. Trattare una p.d.s. della sostanza da analizzare in una provetta con ≈ 1 ml di CH₃COOH  dil. e aggiungere alcuni cristalli di KI e due volumi di CH₂Cl₂ (o cloroformio). In presenza di nitriti la fase organica si colora di viola per formazione di iodio.

2NO₂^- + 2I^- + 4H⁺ Û  I₂ + 2NO +2H₂O

 

 

Carbonati e bicarbonati

Eseguire il saggio su vetro di orologio. Due p.d.s. di sostanza vengono trattate con alcune gocce di HCl dil. In presenza di carbonati e bicarbonati si osserva effervescenza dovuta allo sviluppo di CO₂ (inodore). Solfiti e metabisolfiti (che possono dare lieve effervescenza per sviluppo di SO₂) si distinguono per il caratteristico odore pungente di zolfo bruciato.

 

 

1.      in una provetta introdurre una discreta quantità di sostanza

2.       in una seconda ≈ 3 ml di una soluzione satura di acqua di barite Ba(OH)₂.

3.      Predisporre il tubo ad U asimmetrico in modo che la parte più lunga sia immersa nella soluzione di barite (vedi figura).

4.      Introdurre ≈ 1 ml ca. di HCl diluito nella prima provetta, tappando il più rapidamente possibile.

5.      Scaldando la soluzione acida a b.m., si osserva intorbidamento nella seconda soluzione, per precipitazione di BaCO₃. Il precipitato si scioglie e la soluzione torna limpida per acidificazione con acido acetico (differenza da BaSO₃).

(A) CO₃^2- + 2H⁺ Û  H₂O + CO₂

(B) CO₂ + Ba²⁺ + 2OH^-  Û BaCO₃↓ (bianco) + H₂O

 

 

Distinzione carbonati/bicarbonati:

 

a. misura del pH della soluzione acquosa della sostanza:

• carbonato alcalino: pH > 10

• bicarbonato alcalino: pH ≈ 8.5.

 

b. reazione con MgSO₄: in presenza di carbonati, la soluzione acquosa della sostanza incognita, trattata con una soluzione di MgSO₄ , presenta un precipitato bianco di MgCO₃; una soluzione acquosa di un bicarbonato, trattata nelle stesse condizioni, non dà luogo alla formazione di precipitato, se non dopo riscaldamento, per conversione bicarbonato ® carbonato.

 

Distinzione solfiti/tiosolfati e carbonati

BaCO3 à solubile per aggiunta di CH3COOH

BaSO3 à insolubile per aggiunta di CH3COOH

 

 

 

Fosfati

a. Alla soluzione acquosa della sostanza, acidificata con HNO₃ dil., si addizionano due volumi di ammonio molibdato e si scalda a 60 °C su b.m.: in presenza di fosfati si ha, per raffreddamento, una colorazione o un precipitato giallo di ammonio fosfomolibdato (per facilitare la formazione del precipitato è conveniente sfregare le pareti interne della provetta con una bacchetta di vetro).

PO₄^3- +12MoO₄^2- + 24H⁺ + 3NH₄⁺ Û (NH₄)₃PO₄•12MoO₃ + 12 H₂O

 

b. Alla soluzione acquosa neutra o leggermente alcalina della sostanza (pH < 9, eventualmente neutralizzare con sodio acetato), si addiziona un eguale volume di AgNO₃. In presenza di fosfati si osserva la formazione di un precipitato giallo di Ag₃PO₄ (A), solubile in NH₄OH dil. (B) o HCl dil. (B)

 

(A) HPO₄^2- + 3Ag⁺  Û  Ag₃PO₄↓ + H⁺

(B) Ag₃PO₄↓ + 6NH₃  Û  3[Ag(NH₃)₂]⁺ + 3PO₄^3-

(C) Ag₃PO₄↓ + 2H⁺  Û  H₂PO₄^- + 3Ag⁺

 

Distinzione fosfato monobasico/dibasico/tribasico

Misura del pH della soluzione acquosa della sostanza:

• Fosfato monobasico (es. NaH₂PO4, KH₂PO₄ ) pH debolmente acido ≈ 4

• Fosfato dibasico (es. Na₂HPO₄, K₂HPO₄) pH debolmente alcalino pH ≈ 9

• Fosfato tribasico (es. Na₃PO₄, K₃PO₄) pH alcalino pH > 10

 

Borati

Trattare una p.d.s. della sostanza da analizzare in una capsula di porcellana con ≈ 1 ml di H₂SO₄ conc. (A), agitare, aggiungere ≈ 2 ml di etanolo (B) e accendere. Il borato di metile brucia impartendo alla fiamma una caratteristica colorazione verde (C). N.B. al termine del saggio, coprire la capsula con un vetro d’orologio per spegnere la fiamma.

 

 

Acetati

Trattare una punta di spatola di sostanza con un uguale quantità di KHSO₄. Si umetta con una goccia di acqua e si mescola bene la miscela di polveri.

In presenza di CH₃COO^- si apprezza un caratteristico odore pungente di aceto (acido acetico)

CH₃COO^- + H⁺   Û   CH₃COOH

 

Fluoruri

Miscelare, in una provetta, parti uguali di una soluzione di alizarina e di zirconio cloruro: si ottiene una colorazione ROSSO-VIOLA. In un’altra provetta, preparare una soluzione acquosa della sostanza in esame e aggiungerne alcune gocce alla miscela alizarina-zirconio cloruro.

In presenza di FLUORURI si ha decolorazione della soluzione (da rosso-viola a giallo chiaro) per formazione del complesso  [ZrF₆^-]  (esafluoro zirconato).