Il primo gruppo analitico: Pb2+, Hg22+, Ag+

Il primo gruppo analitico è costituito dai cationi piombo, mercurio e argento che  sono separati da quelli degli altri gruppi per precipitazione come cloruri da una soluzione moderatamente acida. Questo gruppo è anche detto “ gruppo dei cloruri” in quanto Cl^– ne è il precipitante.

Lo ione Pb²⁺ non precipita completamente da soluzioni contenenti eccesso di cloruro. Il PbCl₂ non è molto solubile in soluzioni fredde ma la sua solubilità aumenta rapidamente all’aumentare della temperatura. Quindi solo una parte del Pb²⁺ viene precipitata assieme al cloruro di argento e al cloruro di mercurio (I).

Procedimento analitico per il I gruppo

Schema

B. Precipitazione del gruppo dell’argento. Porre 3 mL di soluzione da analizzare in una provetta. Saggiare con la cartina universale il pH: se la soluzione è neutra o acida aggiungere sotto costante agitazione cinque gocce di HCl 6 M.

L’immediata formazione di un precipitato caseoso indica la presenza da Ag⁺ e/o Hg₂²⁺. Agitare  la soluzione in modo da favorire la precipitazione di PbCl₂. Se si ha la formazione di un precipitato (Ppt) versare la sospensione su un filtro posto in un imbuto. Provare la completezza della precipitazione aggiungendo al filtrato due gocce di HCl 6 M ed altre due se si nota formazione di precipitato; filtrare poi la sospensione attraverso il filtro contenente il precipitato.

B-1. Prova per lo ione Pb²⁺.

Staccare il filtro dall’imbuto e, inserendo il gambo in una provetta di raccolta aggiungere acqua calda. Aggiungere al filtrato una goccia di acido acetico 6 M e una goccia di K₂CrO₄  1 M. un precipitato giallo di cromato di piombo PbCrO₄ indica la presenza dello ione Pb²⁺.

Per confermare che il precipitato è di PbCrO₄ aggiungere 8-10 gocce di NaOH 6 M ed agitare in modo da sciogliere il precipitato. Se rimane del solido indisciolto lo si elimini per filtrazione o per centrifugazione. Al filtrato o alla soluzione centrifugata limpida aggiungere acido acetico 6 M finché la soluzione diventa appena acida.

Se si riforma il precipitato giallo significa che è presente lo ione Pb²⁺.

Nel caso in cui Pb²⁺ sia assente, trattare il residuo sul filtro secondo il procedimento di cui al punto B-2. Se è presente Pb²⁺, probabilmente parte del PbCl₂ rimane sul filtro. prima di trattare il filtro secondo B-2, eliminare la maggior parte del PbCl₂ lavandolo con tre o quattro porzioni da 2 mL di acqua bollente e scartare i lavaggi.

B-2. Prova per lo ione Hg₂²⁺.

Trattare il residuo sul filtro con 10 gocce di NH₄OH e raccogliere il filtrato in una piccola provetta. Se il filtrato non è chiaro, lo si faccia passare continuamente attraverso lo stesso filtro finché diventa limpido. La presenza di un residuo grigio o nero sul filtro è una prova positiva per lo ione Hg₂²⁺.

Se c’è qualche dubbio relativo alla presenza dello ione Hg₂²⁺si può fare la seguente prova: strappare un pezzo di filtro che si è colorato e porlo in una capsula. Riscaldare la carta con una miscela di tre gocce di HNO₃ 6 M ed otto gocce di HCl 6 M finché il colore scuro scompare.

Per mezzo di una bacchettina di vetro si elimini la carta dalla soluzione acida e, premendola contro la parete laterale della capsula la si sprema in modo che ne esca il liquido e quindi la si elimini. Evaporare la soluzione acida rimanente fino a due tre gocce in modo da eliminare l’acido nitrico. Diluire ad 1 mL di acqua. Se il liquido non è chiaro, lo si filtri. Alla soluzione limpida aggiungere due gocce di SnCl₂  0.1 M. la presenza di Hg₂²⁺ nella soluzione originaria viene confermata dalla comparsa di un intorbidamento o di un precipitato bianco grigio.

B-3. Prova per lo ione Ag⁺. Al filtrato limpido ottenuto in B-3 aggiungere due gocce di KI 0.1 M. la presenza dello ione Ag⁺ è confermata dalla comparsa di un precipitato bianco di AgCl.

Prova alternativa per lo ione Ag⁺. Al filtrato ottenuto in B-3 aggiungere HNO₃ 6 M finché la soluzione è acida. La presenza di Ag⁺ è indicata dalla comparsa di un precipitato bianco di AgCl.

Equazioni delle reazioni coinvolte nel primo gruppo analitico.

Pb²⁺ + 2 Cl^– → PbCl₂ (s)

Hg₂²⁺ + 2 Cl^– → Hg₂Cl₂ (s)

Ag⁺ + Cl^– → AgCl

PbCl₂ (s) + acqua calda → PbCl₂ (acquoso)

Pb²⁺ + CrO4^2- → PbCrO₄ (s)

PbCrO₄ (s) + 3 OH^– → HPbO₂^– + CrO₄^2- + H₂O

HPbO₂^– + CrO₄² + 3 CH₃COOH → PbCrO₄ (s) + 3 CH₃COO- + 2 H₂O

Hg₂Cl₂ (s) + 2 NH₃ → Hg (l) + Hg(NH₂)Cl (s) + NH₄⁺ + Cl^–

AgCl (s) + 2 NH₃ → Ag(NH₃)₂⁺ + Cl^–

Ag(NH₃)₂⁺  + I^– → AgI (s) + 2 NH₃

Ag(NH₃)₂⁺ + Cl^– + 2 H⁺ → AgCl (s) + 2 NH₄⁺