Anàlisi inorgànica qualitativa

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

L’anàlisi qualitativa clàssica és un mètode de la química analítica que cerca trobar la composició elemental dels compostos inorgànics. Se centra principalment en la detecció d’ions en una solució aquosa, per tant en els materials que es trobin en altres formes cal portar-los a aquest estat abans de fer servir els mètodes estàndard. La solucció és tractada amb diveros reactius per provar les reaccions característiques de certs ions, que poden causar canvi de color, formació de sòlids i altres canvis visibles.[1]

L'anàlisi orgànica qualitativa és un branca o mètode de la química analítica la qual cerca establir la composició elemental dels compostos inorgànics a través de diversos reactius.

Aspecte físic de les sals inorgàniques[modifica | modifica el codi]

Nombre del grup. Sal Color
1 MnO, MnO2, FeO, CuO, Co3O4, Ni2O3; sulfits de Ag+, Cu+, Cu2+, Fe2+, Co2+, Pb2+, Hg2+ Negre
2 Sals de Cu2+ hidratades Blau
3 HgO, HgI2, Pb3O4 Vermell
4 Sals de Cr3+, Cr6+, Ni2+, Fe2+ hidratat Verd
5 Sals de Mn2+ hidratades Rosa clar
6 KO2, K2Cr2O7, Sb2S3, ferricianurs Taronja
7 Sals de Co2+ hidratades Rosa vermellenc
8 Cromats, AgBr, As2S3, AgI, PbI2, CdS Groc
9 CdO, Fe2O3, PbO2, CuCrO4 Marró fosc

Detecció de cations[modifica | modifica el codi]

D'acord amb les seves propietats, els cations normalment es classifiquen dins sis grups.[1] Cada grup té un reactiu comús que el qual es pot fer servir per separar els cations de la solució. Per a obtenir resultats amb siginificat, la separació s’ha de fer en la seqüència especificada a sota, com que alguns ions d’un grup primer poden reaccionar també amb el reactiu d’un grup posterior, causant ambigüitat sobre quins ions són presents això passa perquè l’anàlisi catiònica està basada en el producte de solubilitat dels ions.A mesura que el catió assoleix la seva concentració òptima necessària per precipitar precipita i per tant permet que sigui detectat. La divisió i els detalls precisos de la separació en grups varia lleugerament segons les fonts escrite, el de sota és un dels esquemes més comunament usats.

Primer grup analític de cations[modifica | modifica el codi]

El Primer grup analític de cations consta d’ions que formen clorurs insolubles. Per tant el reactiu que els separa és l’àcid clorhídric (HCl), normalment usat a una concentració d’1–2 M. El HCl concentrat no s'ha de fer servir perquè forma un ió complex soluble ([PbCl4]2-) amb Pb2+. Per tant l'ió Pb2+ podria no ser detecta. El NH3 també s'inclou dins el grup de cations ZERO (segons els llibres de text NCERT ). Els cations més importants dins el grup primer són Ag+, Hg2+
2
, i Pb2+.

Aquest grup pot ser determinat afegint la seva sal en aiguai després afegint àcid clorhídric diluït. Es forma un precipitat blanc al qual s'afegeix hidròxid amònic. Si el precipitat és insoluble, aleshores és present Pb2+; si el precipitat és soluble, aleshores és present Ag+, i si el precipitat blanc es torna negre, és present Hg2+
2
.

Segon grup analític de cations[modifica | modifica el codi]

El Segon grup analític de cations consta d’ions que formen sulfurs (en anglès:sulfides) insolubles en àcids. Els cations en el segon grup inclouen: Cd2+, Bi3+, Cu2+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Normalment també s'inclouen Sn2+, Sn4+ i Hg2+. Pb2+ a més de en el primer grup.

El reactiu usat pot ser qualsevol susbstància que doni ions S2− en les solucions; els més usats són sulfur d'hidrogen (H2S) a 0,2-0,3 M), AKT (a 0.3-0.6 M).

Els precipitats d'aquests cations són gairebé indistingibles, excepte pel CdS, que és groc. L'acció de lamoníac també és útil per diferenciar els cations. El CuS es dissol en amoníac formant unsa solució intensament blava, mentre que CdS es dissol formant una solució incolora.

Aquest grup es determina afegint la seva sal en aigua i afegint àcid clorhídric diluït seguit per sulfur d'hidrogen. Es forma un precipitat marró vermellós o negre quan són presents Bi3+, Cu2+, Hg2+ o Pb2+. I en canvi es forma un precipitat groc en presència de Cd2+ o Sn4+ o es forma un precipitat marró si hi ha Sn2+t; o taronja vermell quan és present Sb3+ .

Tercer grup analític de cations[modifica | modifica el codi]

El Tercer grup analític de cations inclou ions que formen hidròxids insolubles fins i tot a concentracions baixes. Els reactius són similars als del segon grup, però la separació es fa pel pH de 8 a a9. De vegades es fa servir una solució tamponadora per assegurar aquest pH.

Els cations del tercer grup són, entre d’altres,: Fe2+, Fe3+, Al3+, and Cr3+.

Aquest grup es determina fent una solució de les seves sals en aigua i afegint clorur amònic i hidròxid amònic. El clorur amònic s’afegeix per tal d’assegurar una baixa concentració d’ions hidròxid..

Quart grup analític de cations[modifica | modifica el codi]

El quart grup de cations inclou Zn2+, Ni2+, Co2+, i Mn2+. Aquest grup es determina per addició de clorur amònic. hodròxid amònic i gas de sulfur d'hidrogen a la solució de la sal. Un precipitat acolorit indica que és present Mn2+; un de blanc indica la presència de Zn2+; i un precipitat negre la de ja sia Ni2+, si el color de la solució original és verd, o de Co2+ en cas contrari.

Cinquè grup analític de cations[modifica | modifica el codi]

Els ions del cinquè grup de cations forma carbonats que són insolubles en aigua. El reactiu més usat és el carbonat d’amoni (NH4)2CO3, a un 0,2 M), amb un pH neutre o lleugerament bàsic.

Els ions més importants d’aquest grup són Ba2+, Ca2+, i Sr2+. Després de la separació, la manera més fàcil de distingir-los entre ells és per la prova del color de la flama: el bari dóna a la flama un color verd groguenc, el calci vermell taronja i l'estronci vermell viu.

Sisè grup analític de cations[modifica | modifica el codi]

Els cations que es deixen després de separar els grups previs es consideren del sisè grup analític. Els més importants són Mg2+, Li+, Na+, K+ i NH+
4
. NH+
4
dóna un precipitat de color marró amb el reactiu de Nessler; la resta d’ions es distingeixen per la prova de la flama: el liti dóna una flama vermella, el sodi groga, el potassi violada i el magnesi blanca brillant.

Detecció d’anions[modifica | modifica el codi]

Primer grup analític d’anions[modifica | modifica el codi]

El Primer grup d’anions consta de CO2−
3
, HCO
3
, CH3COO, S2−, SO2−
3
, S2O2−
3
i NO
2
. El reactiu per al grup primer d'anions és l'àcid clorhídric (HCl) diluït o l'àcid sulfúric (H2SO4) diluït.

  • Els carbonats donen efervescència amb el H2SO4 diluït degut a l'alliberament del gas CO2, que torna l'aigua lletosa per la formació de CaCO3. Aquest aspecte lletós desapareix fent passar l'aigua lletosa per un excés del gas per la formació de Ca(HCO)3.
  • Els acetats donen una olor similar a vinagre.
  • Els sulfurs donen l'olor semblant a ous podrits del H2S quan es tracten amb H2SO4 diluït.
  • Els sulfits produeixen gas SO2, que fa olor de sofre cremat quan es tracta amb àcid diluït.
  • Els nitrits donen fums de NO2 de color marró vermellós tractats amb H2SO4 diluït.

Seon grup analític d’anions[modifica | modifica el codi]

El Segon grup d’anions consta de Cl, Br, I, NO
3
i C
2
O2−
4
. El reactiu per aquest grup és l'àcid sulfúric (H2SO4) concentrat.

Després d'agegir l'àcid, els clorurs, bromurss i iodurs formaran precipitats amb nitrat de plata. Els precipotats tenen els colors respectivament de blanc, groc pàl·lid, i groc.

Els clorurs es confirmen pel test de clorur cromil .

Els bromurs i iodurs es confirmen pel Test de capa ( layer test): Un extracte de carbonat de sodi es fa de la solució que conté bromur o iodur i s’afegeix CHCl3 o CS2 a la solució la qual se separa en dues capes: un coor marró en la capa CHCl3 o CS2 indica presència de Br, un color violat indica la presència de I.

Els nitrat donen fums amb H2SO4 per la formació de NO2.[2]

Els oxalats tractats amb àcid sulfúric donen gasos CO2 i CO.

Tercer grup analíric d'anions[modifica | modifica el codi]

El Tercer grup d'anions consta de SO2−
4
, PO3−
4
i BO3−
3
. No reaccionen amb l'àcid sulfuric (ni concentrat ni diluït).

  • Els sulfats donen un precipitat blanc amb BaCl2 insoluble.
  • Els fosfats donen un precipitat blanc cristal·lí afegint HNO3 i molibdat d'amoni.
  • Els borats donen una flama verda característica de trietil borat.

Tècniques modernes[modifica | modifica el codi]

L'anàlisi inorgància qualitativa actualment no es fa servir sinó és com a una eina educativa. Les tècniques modernes com l'espectroscòpia d'absorció atòmica i ICP-MS són capaces de detectar ràpidament la presència i concentracions dels elements fent servir una mostra molt petita.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,0 1,1 E. J. King "Qualitative Analysis and Electrolytic Solutions" 1959, Harcourt, Brace, and World, New York.
  2. C. Parameshwara Murthy. University Chemistry, Volume 1. New Age International, 2008, p. 133. ISBN 8122407420.