ANALISI QUALITATIVA: SAGGI PRELIMINARI Stato fisico Colore Odore Sapore Solubilità

La suddivisione analitica dei cationi * ° ° * I GRUPPO II GRUPPO III GRUPPO IV GRUPPO V GRUPPO VI GRUPPO Rappresentazione schematica di una analisi sistematica per gruppi “in serie”: sistematica cationica

Schema per la separazione in gruppi Precipitati come Cationi Reattivo precipitante pH S HCl dil. acido Cloruri P1 Ag+, Hg22+, Pb2+ S1 TAA acido Pb2+, Hg2+, Cu2+, Bi3+, Cd2+, As3+,As5+ Sb3+, Sb5+ Sn2+ Solfuri P2 S2 NH4OH/NH4Cl alcalino Idrossidi Fe2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+ P3 S3 (NH4)2S alcalino Solfuri Mn2+, Co2+, Ni2+, Zn2+ P4 S4 (NH4)2CO3 alcalino Carbonati Ca2+, Sr2+, Ba2+ P5 S5 ------- -------- ------- Mg2+, Li+, Na+, K+ 3

SEPARAZIONE DEGLI IONI METALLICI IN GRUPPI Soluzione nitrica del campione: ioni gruppi 1 2 3 4 5 6 HCl 2N Precipitato Hg2Cl2 AgCl PbCl2 (parz) Soluzione: ioni gruppi 2 3 4 5 6 H2S pH 0-2 a caldo Precipitato As2S3 e As2S5 Sb2S3 e Sb2S5 SnS e SnS2 PbS HgS CdS CuS Bi2S3 Soluzione: ioni gruppi 3 4 5 6 NH4OH/NH4Cl pH = 9 1 Precipitato Al(OH)3 Cr(OH)3 Fe(OH)3 Mn(OH)2 (parz) Soluzione: ioni gruppi 4 5 6 H2S in NH4OH pH = 9 Precipitato CoS NiS ZnS MnS Soluzione: ioni gruppi 5 6 2 3 Ba++ Ca++ Sr++ Mg++ Na+ Li+ K+ 4 5 6

I Gruppo: Comprende quei cationi che precipitano selettivamente come cloruri insolubili in ambiente acido per HCl a pH = 0 e a temperatura ambiente. Il reattivo precipitante è HCl 2 N. La specie precipitante è lo ione Cl-. I cloruri insolubili nelle predette condizioni sono: Ag+ + Cl- AgCl bianco Kps ~ 10-10 bianco Kps ~ 10-5 Pb2+ + 2Cl- PbCl2 bianco Kps ~ 10-18 Hg22+ + 2Cl- Hg2Cl2 I cationi del primo gruppo sono, quindi: Ag+ (ione argento), Pb2+ (ione piombo), Hg22+ (ione mercurio monovalente). N.B. Lo ione mercurio bivalente si trova nel gruppo seguente (II gruppo)

II Gruppo: Comprende quei cationi che precipitano selettivamente come solfuri insolubili nell’intervallo di pH = 0 ÷ 2 per HCl (esclusi quelli del I Gruppo). Il reattivo precipitante è la tioacetammide (TAA) che subisce idrolisi, alla temperatura di 60-70°C, liberando acido solfidrico: CH3 - C S NH2 CH3 - C O O- NH4+ CH3 - C O NH2 D + H2O + H2O + H2S TAA La specie precipitante è lo ione S2- liberato dall’acido solfidrico in quelle condizioni di pH. I solfuri insolubili che precipitano in queste condizioni sono: As2S3 giallo PbS nero As2S5 giallo HgS nero Sb2S3 arancio CdS giallo arancio CuS nero Sb2S5 bruno scuro SnS marrone Bi2S3 SnS2 giallo I cationi del secondo gruppo sono, quindi: As3+ e As5+ (ioni arsenico), Sb3+ e Sb5+ (ioni antimonio), Sn2+ e Sn4+ (ioni stagno), Hg2+ (ione mercurio bivalente), Cd2+ (ione cadmio), Cu2+ (ione rame), Bi3+ (ione bismuto).

La specie precipitante è lo ione OH-. III Gruppo: Comprende quei cationi che precipitano selettivamente come idrossidi insolubili (o ossidi idrati) a pH = 9 (esclusi quelli dei I e II Gruppo). Il reattivo precipitante è la soluzione tampone a pH = 9: NH4OH/NH4Cl La specie precipitante è lo ione OH-. Gli idrossidi (o ossidi idrati) insolubili nelle condizioni predette sono: Al(OH)3 bianco Fe(OH)2 celeste Cr(OH)3 verde-azzurro Fe(OH)3 rosso-ruggine MnO2 . xH2O marrone scuro I cationi del terzo gruppo sono, quindi: Al3+ (ione alluminio), Cr3+ (ione cromo), Fe2+ e Fe3+ (ioni ferro). N.B. La ricerca dello ione manganese viene effettuata nel gruppo seguente (IV gruppo)

IV Gruppo: Comprende quei cationi che precipitano selettivamente come solfuri insolubili a pH = 9 in soluzione tampone: NH4OH/NH4Cl (esclusi quelli del I, II e III Gruppo). Il reattivo precipitante è il H2S in NH4OH pH = 9 La specie precipitante è lo ione S2- I solfuri insolubili nelle predette condizioni sono: ZnS bianco CoS nero MnS rosa-salmone NiS nero I cationi del quarto gruppo sono, quindi: Zn2+ (ione zinco), Mn2+ (ione manganese), Co2+ (ione cobalto), Ni2+ (ione nichel).

Prima di triturare la sostanza, conviene osservare il colore per trarre eventuali indicazioni sui sali componenti la sostanza stessa Colore Le principali specie cationiche colorate, sia allo stato solido che in soluzione acquosa, sono le seguenti: Cu2+ azzurro Mn2+ rosa pallido Fe2+ verde-celeste Co2+ rosa Cr3+ violetto Ni2+ verde Fe3+ violetto pallido I principali ossidi colorati sono: Cr2O3 verde PbO giallo MnO2 bruno scuro HgO giallo PbO2 bruno scuro Le principali specie anioniche colorate, sia allo stato solido che in soluzione acquosa, sono le seguenti: MnO4- violetto scuro CrO42- giallo Cr2O72- arancione Le principali sostanze colorate di carattere neutro (elementi) sono le seguenti: S8 giallo chiaro C nero I2 violetto scuro 9