Blog

Il terzo gruppo analitico- il gruppo dell’alluminio-ferro- chimicamo

Il terzo gruppo analitico: il gruppo dell’alluminio-ferro

  |   Chimica, Chimica Analitica

Il terzo gruppo analitico detto anche gruppo dell’alluminio-ferro o gruppo del solfuroammonico è costituito da sette metalli che precipitano come idrossidi o solfuri da una soluzione contenente solfuro ammonico (NH4OH + H2S ) tamponata con ammoniacacloruro di ammonio.

In queste condizioni precipitano gli ioni Al3+ e Cr3+ come idrossidi e gli ioni Mn2+, Fe3+, Fe2+,Co2+, Ni2+, Zn2+. La separazione di questi sette metalli nei sottogruppi può essere ottenuta per mezzo di diversi reagenti.

Il precipitato degli idrossidi-solfuri può essere trattato con una soluzione tampone a pH 2  solfato-solfato acido che scioglie Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe2S3, FeS, MnS, lasciando come residuo solido CoS, NiS, ZnS. Si può sciogliere il precipitato degli idrossidi e solfuri, far bollire la soluzione in modo da eliminare l’H2S, ossidare tutto il ferro presente a Fe(III) e quindi precipitare come idrossidi gli ioni Al3+, Fe3+,Cr3+ con una soluzione tampone ammoniaca-cloruro di ammonio, mentre gli ioni Mn2+, Co(NH3)62+ e Zn(NH3)42+ rimangono in soluzione.

Tuttavia lo ione Mn2+ ha la tendenza a ossidarsi all’aria e precipitare mentre gli ioni di cobalto, nichel e zinco tendono a coprecipitare come idrossidi. Il gruppo può pertanto essere suddiviso precipitando gli idrossidi anfoteri. In pratica lo zinco viene coprecipitato con il manganese.

Lo zinco e il cromo, quando sono entrambi presenti, coprecipitano con gli idrossidi non anfoteri. Al fine di evitare tali reazioni si elimina il manganese come MnO2 dopo averlo ossidato con HNO3 e KClO3. La soluzione viene quindi resa fortemente alcalina con NaOH onde precipitare gli idrossidi del gruppo del ferro; si aggiunge perossido di idrogeno per assicurarsi che tutto il cromo presente sia ossidato a ione cromato CrO42- che come tale non precipita con lo ione zinco. Il perossido di idrogeno ossida anche il Co(II) a Co(III); ciò costituisce un vantaggio in quanto l’idrossido di cobalto (II) è apprezzabilmente solubile in eccesso di base mentre l’idrossido di cobalto (III) non è affatto anfotero.

Colori degli ioni del gruppo ferro-alluminio.

La maggior parte degli ioni, sia come tali che sotto forma di complessi, dei metalli del gruppo ferro-alluminio sono colorati. La conoscenza di questi colori elencata in tabella è utile per l’identificazione delle varie specie.

Colori degli ioni degli elementi appartenenti al gruppo dell’alluminio-ferro:

Al(H2O)63+ Incolore Fe(H2O)63+ Viola pallido
Cr(H2O)63+ Blu-violetto FeOH(H2O)53+ Ambra
CrCl(H2O)52+ Verde FeCl(H2O)52+ Giallo
CrO42- Giallo FeSCN2+ Rosso sangue
Cr2O72- Arancio Mn(H2O)62+ Rosa pallido
Co(H2O)62+ Rosa-rosso MnO42- Verde
Co(NH3)62+ Rosa MnO4 Porpora
Co(SCN)+ Blu Ni(H2O)62+ Verde
Co(DMG)3 * Marrone Ni(NH3)62+ Blu-viola
Co(NH3)5(H2O)3+ Rosso Zn(H2O)42+ Incolore
Fe(NH3)62+ Verde pallido Zn(NH3)42+ Incolore
  • Dimetilgliossima

Analisi

Viene rappresentato lo schema del procedimento di analisi per il gruppo Alluminio-Ferro

Soluzione: Mn2+, Fe3+, Fe2+,Co2+, Ni2+, Zn2+, Al3+, Cr3+Aggiungere NH4Cl, NH4OH in eccesso e tioacetammide. Riscaldare( E-F )
Precipitato: MnS, FeS, Fe2S3, CoS, NiS, Al(OH)3, Cr(OH)3, ZnS.Aggiungere HNO3 e KClO3.Evaporare.( E-1)
Ppt: MnO2 Aggiungere HNO3 e H2O2 Soluzione: Fe3+, Co2+, Ni2+, Al3+,Cr2O72-, Zn2+Aggiungere NaOH in eccesso, poi H2O2. Bollire; filtrare.( E-F-1)
Sol: Mn2+Aggiungere NaBiO3 Precipitato: Fe(OH)3 , Co(OH)3 ,Ni(OH)2Aggiungere HCl quindi NH4OH in eccesso( E-2) Soluzione: AlO22-, CrO42-, ZnO22-Aggiungere NH4NO3( F-1)
Sol : MnO4porpora Ppt: Fe(OH)3Aggiungere HCl e KSCN Soluzione: Co(NH3)62+ e Ni(NH3)62+. Dividere in due metà Ppt: Al(OH)3Aggiungere HCl Sol: CrO42-, ZnO22-Aggiungere BaCl2(F-2)
Ad una metà aggiungere HAc e KNO2(E-3) Ad una metà aggiungere dimetilgliossima(E-4) Soluzione: Al3+ aggiungere alluminone e NH4Ac Soluzione: CrO5 blu Sol: ZnO22- aggiungere H2S(F-3)
Sol: FeSCN2+rosso Precipitato: K3Co(NO2)6 giallo Ppt: Ni(DMG)2 rosso Precipitato: sale del colorante con Al3+ rosso Ppt: ZnS biancoAggiungere HCl
Sol: Zn2+Aggiungere NaOH, TA; riscaldare
Ppt: ZnS bianco

 

Su 3 mL di soluzione contenente gli ioni del terzo gruppo eseguire l’analisi secondo i procedimenti E-F fino a F-3.

E-F. precipitazione del gruppo dell’allumino-ferro.

A 3 mL di soluzione aggiungere 1 mL di NH4Cl. Alcalinizzare la soluzione con NH4OH 15 M e aggiungere qualche goccia di nitrato ammonico e 10 gocce di tioacetammide 1 M riscaldando a bagnomaria per 7-10 minuti.

Centrifugare e decantare il liquido supernatante in un’altra provetta. Il precipitato può contenere tutti gli ioni del terzo gruppo, E-1. La soluzione supernatante  può contenere i cationi dei gruppi successivi.

Lavare il precipitato E-1 con NH4NO3 5 M e 2 mL di acqua. Centrifugare e passare all’analisi del precipitato.

E-1. aggiungere 10 gocce di HNO3 6 M. riscaldare la provetta e agitare la sospensione. Versare la soluzione in una capsula, evaporare sotto cappa fino a un volume di 2-3 gocce. Aggiungere 10 gocce di HNO3 16 M, circa 0.2 g di clorato di potassio ed evaporare fino a circa tre gocce. Diluire con acqua a circa 2 mL. Se nella capsula non si rileva la presenza di un precipitato nero + assente lo ione Mn2+ e la soluzione deve essere trattata secondo il procedimento E-F-1. Se  nella capsula c’è un precipitato nero si trasferisca la sospensione in una provetta e la si centrifughi. Decantare il liquido supernatante e marcarlo con E-F-1. Sciacquare la capsula con 1 mL di acqua, versare l’acqua di lavaggio nella provetta assieme al precipitato, agitare, centrifugare e decantare il liquido di lavaggio nella soluzione E-F-1.

Aggiungere al precipitato lavato 10 gocce di HNO3 6 M . Riscaldare e aggiungere qualche goccia di H2O2. Evaporare la soluzione per distruggere l’eccesso di perossido di idrogeno.

Aggiungere alla soluzione nella capsula 10 gocce di HNO3 6 M e 1 mL di acqua. Aggiungere bismutato di sodio finchè rimane solido indisciolto. La comparsa di un colore rosa-rosso porpora nella soluzione indica la presenza dello ione Mn2+.

E-F-1. Separazione del gruppo dell’alluminio dal gruppo del ferro.

Aggiungere alla soluzione E-F-1 NaOH 6 M finché la soluzione è alcalina. Aggiungere cinque gocce di H2O2 al 3% e riscaldare all’ebollizione finché dalla soluzione calda cessa lo sviluppo di bolle di ossigeno. Centrifugare e decantare il liquido supernatante attraverso un filtro che sarà marcato con F-1. Lavare il precipitato con acqua e centrifugare. Sciogliere il precipitato con 10 gocce di HCl 6 M e trattare la soluzione con il procedimento E-2.

E-2 e prova dello ione Fe3+

Diluire la soluzione E-2 e aggiungere NaOH 6 M finché la soluzione è nettamente alcalina. Se non è presente precipitato ciò implica l’assenza dello ione Fe3+ e in tal caso la soluzione va divisa in due parti da trattare secondo i procedimenti E-2 ed E-4. In presenza di precipitato aggiungere allo stesso HCl 6 M e KSCN 1 M. La comparsa di un colore rosso indica la presenza di Fe3+.

E-3 .Prova per lo ione Co2+

Alla soluzione E-3 aggiungere HAc 6 M fino ad acidificarla e 1 mL di KNO2 6 M. Riscaldare la soluzione . La formazione di un precipitato giallo o di colore verde oliva denota la presenza di Co2+.

E-4. Prova per lo ione Ni2+

Alla soluzione E-4 aggiungere sei gocce di dimetilgliossima all’1%. La formazione di un precipitato rosso o rosa indica la presenza dello ione Ni2+.

F-1. Prova per lo ione Al3+.

Alla soluzione F-1 aggiungere NH4NO3 5 M , mescolare e riscaldare per 5 minuti a bagnomaria. La formazione di un precipitato bianco gelatinoso indica la presenza dello ione Al3+.

Filtrare e marcare il filtrato con F-2.

F-2. Prova per il cromo.

Se la soluzione è incolore vuol dire che è assente Cr3+ e quindi la si può trattare con il procedimento F-3. Se invece la soluzione F-2 è gialla probabilmente è presente il cromo e, per confermarne la presenza, dopo averla riscaldata, aggiungere BaCl2 0.5 M. la presenza di un precipitato giallo di BaCrO4 conferma la presenza dal cromo.

F-3. Prova per lo ione Zn2+ . Alla soluzione F-3 aggiungere 3 gocce di tioacetamide 1 M. riscaldare a bagnomaria: un precipitato bianco indica la presenza dello ione Zn2+.

Equazioni trattate nel terzo gruppo analitico

M3+ + 3 OH → M(OH)3(s)

4 Mn2+ + 8 OH + O2→ 4 MnO(OH) (s) + 2 H2O

CH3CSNH2 + 3 OH → CH3COO + NH3 + H2O + S2-

M2+ + S2- → MS (s)

2 Fe(OH)3 (s) + 3 S2- → Fe2S3 (s) + 6 OH

MS (s) + 2 H+ → M2+ + H2S + S (s)

3 MS (s) + 2 NO3 + 8 H+ → 3 M2+ + 2 NO + 3 S (s) + 4 H2O

3 Fe2+ + NO3 + 4 H+ → 3 Fe3+ + NO + 2H2O

S (s) + 6 NO3  + 4 H+ → SO42- + 6 NO2 + 2 H2O

3 Mn2+ + ClO3 + 3 H2O → 3 MnO2 (s) + 6 H+ + Cl

2 Cr3+ + ClO3 + 4 H2O → Cr2O72- + 8 H+ + Cl

4 HClO3 → 4 ClO2 (g) + O2(g) + 2 H2O (esplosivo! Evitare un eccesso di KClO3)

MnO2(s) + H2O2 + 2 H+ → Mn2+ + O2(g) + 2 H2O

2 Mn2+ + 5 NaBiO3 (s) + 14 H+ → 2 MnO4 + 5 Bi3+ + 5 Na+ + 7 H2O

Fe3+ + 3 OH → Fe(OH)3 (s)

Co2+ + 2 OH → Co(OH)2(s)

Ni2+ + 2 OH → Ni(OH)2(s)

Al3+ + 4 OH → Al(OH)4

Zn2+ + 4 OH → Zn(OH)42-

Cr2O72- + 2 OH → 2 CrO42- + H2O

2 Co(OH)2 (s) + HO2 + H2O → 2 Co(OH)3(s) + OH

Mn2+ + HO2 + OH → MnO2 (s) + H2O

Fe(OH)3(s) + 3 H+ → Fe3+ + 3 H2O

2 Co(OH)3 (s) + 2 Cl + 6 H+ → 2 Co2+ + Cl2 + 6 H2O

Ni(OH)2 (s) + 2 H+→ Ni2+ + 2 H2O

Fe3+ + SCN → Fe(SCN)2+

Co2+ + 7 NO2 + 3 K+ + 2 HAc → K2Co(NO2)6 (s) + NO +2 Ac + H2O

Ni(NH3)62+ + 2 C4H6N2O2H2 → Ni(C4H6N2O2H)2 (s) + 2 NH4+ + 4 NH3

Al(OH)4 + NH4+ → Al(OH)3 (s) + NH3 + H2O

CrO42- + Ba2+ → BaCrO4 (s)

2 BaCrO4 (s) + 2 H+ → 2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O

Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O

4 CrO5 (blu) + 12 H+ → 4 Cr3+ (verde) + 7 O2 + 6 H2O

Zn(NH3)42+ + S2- → ZnS (s) + 4 NH3

 

Condividi


Gentile Lettrice, Gentile Lettore

Abbiamo rilevato che stai utilizzando un AdBlocker che blocca il caricamento completo delle pagine di Chimicamo.org

Questo sito è per te completamente gratuito e fornisce, si spera, un servizio serio, completo ed utile, pertanto speriamo che tu consideri la possibilità di escluderlo dal blocco delle pubblicità che sono la nostra unica fonte di guadagno per portare avanti quello che vedi.

 

Per piacere aggiungi Chimicamo.org alla tua whitelist oppure disabilita il tuo software mentre navighi su queste pagine.

 

Grazie

Lo staff di Chimicamo.org

Condividi