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Il quinto gruppo analitico : gruppo dei metalli alcalino-terrosi

  |   Chimica, Chimica Analitica

Il quinto gruppo analitico, detto anche gruppo del carbonato ammonico è costituito dagli ioni dei tre metalli alcalino-terrosi ovvero Ca2+, Sr2+ e Ba2+.

Tali ioni vengono precipitati come carbonati da una soluzione contenente (NH4)2CO3 , NH4OH , NH4Cl. Se la precipitazione viene condotta in una soluzione etanolica al 50% precipita anche il magnesio come carbonato doppio, Mg(NH4)2(CO3)2 4 H2O. Si può quindi scegliere di precipitare lo ione Mg2+ come membro del gruppo degli ioni alcalino-terrosi o lasciarlo in soluzione con il gruppo solubile ( Na+, K+, NH4+).

Viene rappresentato lo schema del procedimento di analisi per il gruppo dei metalli alcalino-terrosi.

Soluzione: Ba2+, Sr2+, Ca2+ e Mg2+Aggiungere NH4Cl 5 M, NH4OH 15 M e (NH4)2CO3(G)
Precipitato: BaCO3, SrCO3, CaCO3sciogliere in HAc 6 M aggiungere NH4Ac 3 M. Aggiungere K2CrO4 1 M(G-1) Soluzione Mg2+Aggiungere NH4OH 15 M e Na2HPO40.5 M(H)
Precipitato: BaCrO4Sciogliere in HCl 6 MAggiungere H2SO4 6 M Soluzione: Sr2+, Ca2+Aggiungere N(C2H4OH)3 e (NH4)2SO4(G-2) Precipitato: MgNH4PO4aggiungere HCl 6 M e acqua.Aggiungere il reagente S. e O.
Precipitato: BaSO4 Ppt: SrCO3aggiungere (NH4)2CO3 Soluzione Ca2+Aggiungere (NH4)2C2O4(G-3)
Precipitato: SrCO3Sciogliere in HCl 6 MProvare alla fiamma Ppt CaC2O4sciogliere in HCl 6 MProvare alla fiamma Precipitato: Mg(OH)2 + colorante (blu)

 Analisi

A 3 mL della soluzione incognita aggiungere 1 mL di NH4Cl. Il cloruro di ammonio, che produce ioni NH4+ i quali, per effetto dello ione comune diminuiscono la concentrazione di ioni OH provenienti dalla dissociazione di NH4OH e quindi impediscono che precipiti Mg(OH)2. Alcalinizzare con NH4OH e riscaldare. Aggiungere 1 mL di (NH4)2CO3 e , dopo aver mescolato, far riposare per 5 minuti. Centrifugare e, senza decantare il liquido supernatante aggiungere poche gocce di carbonato di ammonio per controllare la completezza della precipitazione. Decantare il liquido supernatante che può contenere ioni Mg2+ e trattarlo secondo il procedimento H. Trattare il precipitato secondo il procedimento G-1 G-1 .

Procedimento per lo ione Ba2+

Procedimento per lo ione Ba2+. Al precipitato dei carbonati aggiungere gocci a goccia HAc 6 M finché il solido è sciolto e diluire la soluzione con acqua. Riscaldare tale soluzione all’ebollizione e aggiungere una goccia di K2CrO4 1 M . Se non si è formato precipitato è assente Ba2+ e la soluzione va trattata secondo il procedimento G-2. Se invece si è formato del precipitato, riscaldare nuovamente e aggiungere una seconda goccia di K2CrO4 1 M. Centrifugare e, prima di decantare il liquido supernatante, si controlli se è giallo. In caso positivo trattare la soluzione secondo il procedimento G-2. Per confermare la presenza di Ba2+ sciogliere il BaCrO4 giallo in 1 mL di HCl 6 M . Saggiare la soluzione alla fiamma. Aggiungere alla soluzione restante due gocce di H2SO4 6 M. Un precipitato bianco conferma la presenza di Ba2+. Se il colore della soluzione fa sembrare il precipitato giallo, centrifugare, scartare il liquido supernatante e lavare il precipitato con 1 mL di acqua. Centrifugare nuovamente e accertarsi che il precipitato sia bianco. G-2.

Prova per lo ione Sr2+

Alla soluzione G-2 aggiungere 15 gocce di trietanolammina e agitare. Aggiungere 1 mL di (NH4)2SO4 2 M e riscaldare all’ebollizione. Un precipitato bianco o un intorbidamento della soluzione indica la presenza di Sr2+. Centrifugare e decantare il liquido supernatante attraverso un filtro e cercare nel filtrato il Ca2+ secondo il procedimento G-3. G-3. Prova per lo ione Ca2+. Alla soluzione filtrata G-3 aggiungere 10 gocce di ossalato ammonico (NH4)2C2O4  0.2 M. La formazione di un precipitato bianco indica che è presente lo ione Ca2+. Centrifugare, decantare e scartare il liquido supernatante. Riscaldare il precipitato direttamente sulla fiamma del Bunsen in modo da decomporre il CaC2O4 a CaCO3. Lasciar raffreddare la provetta. Aggiungere al residuo tre gocce di HCl 6 M e saggiare alla fiamma. Un colore della fiamma rosso-arancio conferma la presenza dello ione Ca2+. H-

Prova per lo ione Mg2+

Al centrifugato H aggiungere cinque gocce di NH4OH 15 M e venti gocce di Na2HPO4 0.5 M. Mescolare e lasciar riposare per almeno 10 minuti. Centrifugare e scartare il liquido supernatante. Sciogliere il precipitato con tre gocce di HCl 6 M e diluire con acqua. Aggiungere una goccia di reagente S. e O. che è un indicatore giallo in soluzione acida e rosso porpora in soluzione alcalina. Riscaldare la soluzione, aggiungere NaOH  6 M fin quando il colorante assume il colore rosso-porpora. Un precipitato blu lucente indica la presenza dello ione Mg2+.

Equazioni trattate nel quinto gruppo analitico

M2+ + CO32- → MCO3 MCO3 (s) + 2 HAc → M2+ + 2 Ac + CO2(g) + H2O Ba2+ + CrO42- → BaCrO4 (s) 2 BaCrO4 (s) + 2 H+ → Ba2+ + Cr2O72- + H2O Ba2+ + SO42- → BaSO4 (s) M2+ + 4 N(C2H4OH)3 → [M(N(C2H4OH)3]42+ Sr2+ + CrO42- → SrCrO4 (s) SrCrO4 (s) + CO32- → Sr2+ + CO2 + H2O [Ca(N(C2H4OH)3]42+ + C2O42- → CaC2O4(s) + 4 N(C2H4OH)3 Mg2+ + NH4+ + PO43- → MgNH4PO4 (s) Mg2+ + 2 OH → Mg(OH)2

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