I PROVA INCOGNITA. Cognome.. Nome. corso. Pesafiltri n...

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1 Cognome.. I PROVA INCOGNITA Nome. corso. Pesafiltri n... Cationi Data Anioni Firma 1

2 MISCELA INCOGNITA PbCO 3 CuCl 2 Co(NO 3 ) 2 SrCO 3 Piombo carbonato Cloruro rameico Cobalto nitrato Stronzio carbonato Che ioni dovremo trovare? Cationi: Piombo, rame, cobalto, stronzio. Pb ++, Cu ++, Co ++, Sr ++ Anioni: Carbonati, cloruri, nitrati. CO 3=, Cl, NO 3 4 cationi e 3 anioni 2

3 PROVA INCOGNITA ODORE (per acetati) COLORE (analisi alla fiamma per sali bianchi) CAMPIONAMENTO e MESCOLAMENTO (oppure direttamente mescolamento) SOLUZIONE ALCALINA (per ricerca alogenuri eventuale cromatografia) No: Ca 2+ No: Ba 2+ e Cu 2+ insieme No: Li + e Sr 2+ insieme Si: Na + e K + insieme No: C 4 O 6 H 4, S 2 O = 3 No: NO 3 e NO insieme No: Br o I se presenti NO 3 o NO 2 Alogenuri: max 2 su 3 No: As 3+ o As 5+, Sb 3+ o Sb 5+, NH 4 + No: cationi III e IV gruppo se presente Mn 2+ 3

4 COLORE ELEMENTI OSSERVAZIONI GIALLO nm Na La colorazione compare anche alla base della fiamma ed è molto persistente: nasconde quella del K, Li, Ca, ecc VIOLETTO violetto 404 nm rosso: nm ROSSO ARANCIO nm ROSSO VIVO 671 nm ROSSO SCARLATTO nm VERDE PALLIDO nm VERDE BOTTIGLIA K Ca Li Sr Ba Cu Immediata alla base della fiamma: se è presente Na bisogna osservare la fiamma attraverso un vetrino al cobalto: la colorazione del Na è assorbita e rimane quella del K rosso porpora. Anche il Li può dare una colorazione rosa attraverso il vetrino al cobalto. Colorazione a sprazzi appena si porta alla fiamma. Mai persistente. Grigio-verde attraverso il vetrino al cobalto. Colorazione immediata e persistente alla base della fiamma. Può confondersi col K attraverso il vetrino al cobalto. Specifico in assenza di Sr. Sprazzo iniziale e colorazione persistente più tardi. Specifico in assenza di Li. La colorazione compare in ritardo nella sola zona di fusione ed è molto persistente. (Differenza dal Cu). Immediata e persistente alla base della fiamma. Può confondere tutte le altre colorazioni verdi. Il CuCl 2 dà una fiamma azzurro-celeste e poi verde. 4

5 Cationi * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * I GRUPPO II GRUPPO III GRUPPO IV GRUPPO V GRUPPO VI GRUPPO 5

6 Reattivo Generale: HCl 2N - 1 GRUPPO - (Si identificano Ag +, Hg 2 2+, Pb 2+ ) Esame Sistematico: Nella provetta da centrifuga contenente la soluzione in esame (preparata sciogliendo la sostanza in H 2 O acidula per HNO 3 2N) si aggiunge goccia a goccia HCl 2N fino a completa precipitazione e si riscalda. Si raffredda, si centrifuga, si separa (si pipetta la soluzione sovrastante). Precipitato Può essere costituito da PbCl 2, (bianco cristallino), AgCl (bianco fioccoso), Hg 2 Cl 2 (bianco amorfo). Si lava con la quantità necessaria di H 2 O fredda contenente qualche goccia di HCl 2N, si centrifuga e si separa (le acque di lavaggio si buttano). Il residuo si tratta con H 2 O bollente, agitando con una bacchetta di vetro e riscaldando. Si centrifuga senza attendere che si raffreddi, si pipetta la soluzione ancora calda (ripetere il trattamento due volte e unire le soluzioni ottenute). si analizza al 2 gruppo Residuo Può essere costituito da AgCl e Hg 2 Cl 2. Si lava con H 2 O bollente per allontanare tutto il Pb 2+ eventualmente rimasto e quindi si tratta con 10 gocce di NH 4 OH conc. agitando a fondo. Dopo centrifugazione e separazione del liquido si ripete il trattamento. I due liquidi centrifugati si riuniscono. Può contenere Pb 2+. Si suddivide la soluzione in esame in due parti e si eseguono le reazioni di riconoscimento su piastra di porcellana nera: a) Ad alcune gocce di soluzione si aggiunge un cristallino di acetato di sodio (tampone ph = 5) ed una goccia di K 2 CrO 4 0,5N. Un precipitato giallo denota Pb 2+. b) Ad alcune gocce di soluzione si aggiunge una goccia di soluzione di KI 0,1N. Un precipitato giallo oro conferma la presenza di Pb 2+. Residuo Può contenere [Ag(NH 3 ) 2 ] + Cl. a) Su una piastra di porcellana nera si Di colore nero, può essere costituito da Hg + HgNH 2 Cl. acidificano alcune gocce di soluzione Si tratta il precipitato con 10 gocce di acqua regia (HNO 3 conc./hcl con HNO 3 dil. La formazione di un conc.= 1/3) che poi si scaccia per evaporazione in una capsula di precipitato bianco denota Ag +. porcellana senza calcinare. Si riprende a freddo con HNO 3 dil. e si b) Su una piastra di porcellana si effettuano le reazioni di riconoscimento dell Hg 2+. aggiunge ad alcune gocce di soluzione a) Si alcalinizza con NaOH 2N. una goccia di KI 0.1N. Un precipitato Un precipitato giallo denota Hg 2+. giallo conferma Ag +. b) Si mette una goccia di soluzione su una lamina di rame. Si strofina con carta. La formazione di un amalgama lucente denota Hg 2+. 6

7 Reattivo Generale: (NH 4 ) 2 S in presenza di HCl 2N - 2 GRUPPO - (Si identificano Hg 2+, Bi 3+, Cu 2+, Pb 2+ ) Esame Sistematico: Alla soluzione cloridrica proveniente dal 1 gruppo si aggiunge (NH 4 ) 2 S e si tiene a bagnomaria per 10 minuti. Si raffredda, si centrifuga, si separa (controllare che la precipitazione sia completa). Precipitato Può essere costituito da Bi 2 S 3 (nero), PbS (nero), CuS (nero), HgS (nero). Il precipitato viene trattato, nel bagno maria bollente, con HNO 3 4N. Si centrifuga e si separa. I solfuri di bismuto, piombo e rame sono solubili, HgS no. Residuo Può essere costituito da HgS e S. Si tratta in capsula con acqua regia. Si riprende con HNO 3 dil. Due gocce poste su lamina di rame danno un deposito lucente che denota Hg. Precipitato Può contenere Bi(OH) 3 e Pb(OH) 2. Al precipitato si aggiungono 2 ml di NaOH 2N, scaldando leggermente su bagno maria. Si raffredda e si centrifuga. Si separa il residuo dalla soluzione. si analizza al 3 gruppo Può contenere Pb 2+, Bi 3+ e Cu 2+. Si aggiunge NH 4 OH conc. fino a reazione nettamente alcalina (cartina indicatrice blu). Si centrifuga e si separa. Colorazione azzurra della soluzione denota Cu 2+ (complesso ammoniacale), che può essere confermata nel modo seguente: Si acidifica la soluzione con HCl 2N e si aggiungono 3-4 gocce di una soluzione di ferrocianuro di potassio [K 4 Fe(CN) 6 ]. Un precipitato rosso-mattone (ferrocianuro di rame) indica presenza di Cu ++. Residuo Può essere costituito da Bi(OH) 3.Si solubilizza il precipitato con H 2 SO 4 2N. a) qualche goccia della soluzione ottenuta viene alcalinizzata (cartina indicatrice blu) con NaOH 2N; un precipitato bianco denota Bi 3+. b) si trattano 1-2 gocce di soluzione con KI; si ha la formazione di un precipitato nero (ioduro di bismuto) solubile in eccesso di reattivo con colorazione arancio (anione tetraiodobismutato). Può contenere PbO 2 2. La soluzione viene tamponata con CH 3 COOH 2N e trattata con 5-6 gocce di una soluzione di cromato di potassio (K 2 CrO 4 ): un precipitato giallo indica la presenza del Pb 2+. 7

8 Reattivo Generale: NH 4 OH/NH 4 Cl - 3 GRUPPO - (Si identificano Al 3+, Cr 3+, Fe 3+, Mn 2+ ) La soluzione proveniente dalla separazione dei cationi del 2 gruppo viene riscaldata fino a completo allontanamento di H 2 S (controllare con la cartina all acetato di piombo). Poi si aggiunge qualche goccia di HNO 3 conc. allo scopo di ossidare eventuale Fe presente come Fe 2+. Esame Sistematico: Si aggiunge una spatolata di NH 4 Cl solido ed NH 4 OH conc. fino a reazione nettamente alcalina. Si fa bollire fino ad eliminazione dell eccesso di NH 4 OH (scomparsa eventuale colore rosa della soluzione); si centrifuga e si separa. Precipitato Può essere costituito da Al(OH) 3 (bianco gelatinoso), Fe(OH) 3 (rosso-bruno gelatinoso), Cr(OH) 3 (verde gelatinoso), MnO 2 2H 2 O (bruno polverulento). Il precipitato si ridiscioglie con poche gocce di HCl conc. Poi si alcalinizza nettamente con NaOH 2N. Si riscalda a lungo, si raffredda leggermente, si centrifuga e si separa. Residuo Può essere costituito da Fe(OH) 3, Cr(OH) 3, MnO 2 2H 2 O. Il precipitato si divide in 3 porzioni. Riconoscimento Fe 3+ a) Ad un po di precipitato sciolto in HCl conc. si aggiunge tiocianato di potassio. Una colorazione rosso-sangue denota presenza di Fe 3+. Fe(CNS) 3 b) Ad un po di precipitato sciolto in HCl conc. si aggiunge qualche goccia di ferrocianuro di potassio. Un precipitato blu denota denota presenza di Fe 3+. Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 Riconoscimento Cr 3+ a) Ad un po di precipitato si aggiunge NaOH 2N e PbO 2 e si scalda a lungo. Una colorazione gialla denota la presenza del cromo sotto forma di cromato. CrO 4 NB. Acidificando la sola soluzione (separata) con CH 3 COOH 2N si ottiene precipitato giallo di PbCrO 4 che conferma la presenza del cromo. si analizza al 4 gruppo Può contenere AlO. Alla soluzione si aggiunge un sale di ammonio e si scalda. Un precipitato bianco gelatinoso denota Al 3+. 3PbO 2 Pb(OH) 2 Pb 2+ + CrO 4 PbCrO 4 ph = 14 + AcOH ph = 5 Riconoscimento Mn 2+ a) Ad un po di precipitato si aggiunge HNO 3 dil. e PbO 2 e si scalda a lungo: una colorazione viola della soluzione denota la presenza di Mn 2+ MnO 4 b) Saggio su crogiolo 8

9 Reattivo Generale: (NH 4 ) 2 S in presenza di NH 4 OH/NH 4 Cl - 4 GRUPPO - (Si identificano Zn 2+, Ni 2+, Co 2+, Mn 2+ ) Esame Sistematico: Alla soluzione proveniente dalla separazione dei cationi del 3 gruppo e già alcalina (ph = 9) per NH 4 OH conc./nh 4 Cl si aggiunge (NH 4 ) 2 S. Si tiene a bagno-maria bollente per 10. I metalli, presenti sotto forma di complessi ammoniacali, precipitano. Si centrifuga e si separa. Precipitato Può essere costituito da ZnS (bianco), NiS (nero), CoS (nero), MnS (rosa carne). Si lava con una soluzione contenente KCl (per evitare formazioni di gel di NiS e CoS), poi si tratta con HCl 2N agitando con la bacchetta di vetro. Si centrifuga e si separa. si analizza al 5 gruppo Residuo Può essere costituito da CoS e NiS. Si scioglie in acqua regia (HNO 3 conc./hcl conc. 1:3), si versa nel crogiolo e si evapora a secco sotto cappa senza calcinare. Si riprende con HCl 2N e si filtra su cotone. a) Ad una porzione si aggiunge NH 4 CNS ed alcool amilico. Una colorazione azzurra nella fase alcolica denota Co 2+. (NH 4 ) 2 Co(CNS) 4 b) A qualche goccia posta su piastra di porcellana viene aggiunto NH 4 OH dil. (ph = 9) e dimetilgliossima. Una colorazione rosso-ciliegia denota la formazione di un complesso del Ni 2+. Precipitato Può contenere Mn 2+ e Zn 2+. Si scaccia l H 2 S (cartina acetato di Pb). Si raffredda e si aggiunge NaOH 2N fino a reazione nettamente alcalina. Si centrifuga e si separa. Può essere costituito da MnO 2 2 H 2 O. a) Un po di precipitato si acidifica con HNO 3 dil. e si aggiunge PbO 2. Si scalda a lungo: una colorazione viola della soluzione denota la presenza di Mn 2+. MnO 4 b) Saggio su crogiolo con miscela alcalino ossidante. Una colorazione verde denota Mn 2+. Può contenere Zn(OH) 4. a) Ad una parte della soluzione si aggiunge (NH 4 ) 2 S e si fa bollire. Un precipitato bianco denota Zn 2+. b) 2-3 gocce di soluzione vengono acidificate con HCl 2N, poi si aggiunge qualche goccia di ferrocianuro di potassio. In presenza di zinco si forma un precipitato bianco. 9

10 Elemento Perle al borace a caldo Fiamma ossidante a freddo Na 2 B 4 O 7. 10H 2 O Sodio tetraborato decaidrato Cobalto Cromo Ferro Nichel Rame Manganese Azzurra Giallo-rossiccia Rosso-gialla Violacea Verde Violetto Azzurra Verde Gialla o incolore Rosso-bruna Verde-azzurra Violetto-rossa Saggio su crogiolo (Na 2 CO 3 -KNO 3 in rapporto 3:1) Cromo Manganese giallo verde 10

11 VIA SECCA ACETATI (CH 3 COO ) Reazione con bisolfato di potassio (KHSO 4 ) La sostanza triturata in mortaio con KHSO 4 caratteristico di aceto. ed una goccia di acqua sviluppa CH 3 COOH riconoscibile dall odore CARBONATI (CO 3= ) Reazione con acqua di barite [Ba(OH) 2 ] Si prepara una provetta contenente l acqua di barite. In una seconda provetta si pone la sostanza da analizzare e si aggiunge HCl 2N. Si collegano le due provette tramite un tubo di vetro piegato ad U (tubo a squadra) e si scalda debolmente la provetta contenente la sostanza da analizzare. Se sono presenti ioni CO 3, la soluzione di idrossido di bario si intorbida per formazione del carbonato di bario. Per aggiunta di HCl il precipitato formatosi si scioglie. Calcinazione TARTRATI (C 4 O 6 H 4 ) Una piccola quantità di polvere viene calcinata in una capsula di porcellana. Si sviluppa un odore caratteristico di zucchero bruciato che conferma la presenza dei tartrati. Reazione con idrossido di sodio (NaOH) IONE AMMONIO (NH 4+ ) Si tratta la polvere con NaOH dil. e si riscalda leggermente. Si libera NH 3 gassosa riconoscibile dall odore o mediante una cartina indicatrice. 11

12 VIA UMIDA SOLFATI (SO 4 ) Reazione con cloruro di bario (BaCl 2 ) alcalina + HCl dil. (scacciare bene i gas) + soluzione di BaCl 2. Si ottiene un precipitato bianco (solfato di bario) insolubile in HCl. OSSALATI (C 2 O 4 ) Reazione con cloruro di calcio (CaCl 2 ) Si acidifica la soluzione alcalina con HCl (scacciare bene i gas) e si tampona a ph = 5 con CH 3 COONa (solido). Si aggiunge una soluzione di CaCl 2 : un precipitato bianco (ossalato di calcio) denota la presenza di ossalati. Conferma: Si lava il precipitato con H 2 O e si scioglie in H 2 SO 4 dil. Si riscalda e si aggiunge goccia a goccia una soluzione di KMnO 4 : si osserva scoloramento. Reazione con solfato di ferro NITRITI (NO ) Si prepara una soluzione satura di FeSO 4 e la si acidifica con H 2 SO 4 dil. Su questa soluzione si stratifica dall alto un po della soluzione alcalina. Si ottiene una colorazione bruna di solfato di ferro nitrosile sotto forma di anello. Reazione con solfato di ferro NITRATI (NO 3 ) Si acidifica la soluzione alcalina con H 2 SO 4 dil. Si aggiunge qualche granellino di FeSO 4. Si immerge la pipetta contenente H 2 SO 4 conc. sino a raggiungere il fondo della provetta e si stratifica. Nella zona di separazione tra i due liquidi (dovuta alla diversa densità) si forma un anello bruno. TIOSOLFATI (S 2 O 3= ) Reazione con nitrato di argento Un po di soluzione alcalina viene neutralizzata con HCl dil. e trattata con un leggero eccesso di AgNO 3. La formazione di un precipitato bianco (tiosolfato di argento) che poi diventa bruno denoterà la presenza di tiosolfati. 12

13 ALOGENURI (Cl, Br, I ) Cloruri Si acidifica la soluzione alcalina con HNO 3 dil. (scacciare bene i gas), quindi si aggiunge AgNO 3. Si ottiene un precipitato bianco caseoso di AgCl (insolubile in HNO 3 dil., solubile in ammoniaca dil.) Cl + Ag + AgCl Bromuri 1) Si acidifica la soluzione alcalina con HNO 3 dil. (scacciare bene i gas), quindi si aggiunge AgNO 3. Si ottiene un precipitato giallo chiaro caseoso di AgBr (insolubile in HNO 3 dil., solubile in ammoniaca conc.) Br + Ag + AgBr 2) Si acidifica la soluzione alcalina con H 2 SO 4 dil. (scacciare bene i gas), quindi si aggiunge cloroformio e NaClO gtt a gtt (agitare energicamente dopo ogni aggiunta). In presenza di Br - la fase cloroformica si colora in rosso vinoso (rosso arancio) che passa a giallo in eccesso di Cl. Ioduri 2 Br + ClO + 2 H + Br 2 + Cl + H 2 O Rosso vinoso 3 ClO ClO Cl Cl + ClO + 2 H + Cl 2 + H 2 O Br 2 + Cl 2 2 BrCl Giallo vinoso 1) Si acidifica la soluzione alcalina con HNO 3 dil. (scacciare bene i gas), quindi si aggiunge AgNO 3. Si ottiene un precipitato giallo caseoso di AgI (insolubile in HNO 3 dil. e in ammoniaca conc.) I + Ag + 2) Si acidifica la soluzione alcalina con H 2 SO 4 dil. (scacciare bene i gas), quindi si aggiunge cloroformio e NaClO gtt a gtt (agitare energicamente dopo ogni aggiunta). In presenza di I la fase cloroformica si colora in viola (rosso arancio) che passa a incolore in eccesso di Cl. 2 I + ClO + 2 H + I 2 + Cl + H 2 O I Cl H 2 O 2 HIO Cl + 10 H + Viola Incolore 13 AgI

14 Ridissoluzione selettiva degli alogenuri di argento alcalina (Cl, Br, I ) Ossidazione selettiva con NaClO alcalina (Br e I ) 1) HNO 3 dil. (scacciare bene i gas) 2) AgNO 3 (fino a completa ppt) 1) H 2 SO 4 dil. 2) Cloroformio (10 gtt) 3) NaClO (goccia a goccia) soluzione (controllare che la ppt sia completa) Precipitato (Ag I, AgBr, AgCl) NH 3 dil. Fase organica (viola) 2 I + ClO + 2 H + I 2 + Cl + H 2 O Viola NaClO (goccia a goccia) soluzione [Ag(NH 3 ) 2+ ] + Cl HNO 3 dil. Precipitato bianco (AgCl) Residuo (Ag I e AgBr) NH 3 conc. [Ag(NH 3 ) 2+ ] + Br Residuo bianco (Ag I) HNO 3 dil. Precipitato giallo (AgBr) H 2 O Residuo giallo (AgI) Fase organica (rosso vinoso) 2 Br + ClO + 2 H + Br 2 + Cl + H 2 O Rosso vinoso NaClO (goccia a goccia) Fase organica (giallo vinoso) Br 2 + Cl 2 2 BrCl Giallo vinoso 14