26 Settembre 2022
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Come si fa a testare i cationi in una soluzione sconosciuta?

L’analisi qualitativa è usata per identificare e separare cationi e anioni in una sostanza campione. A differenza dell’analisi quantitativa, che cerca di determinare la quantità o la quantità di campione, l’analisi qualitativa è una forma descrittiva di analisi. In un contesto educativo, le concentrazioni degli ioni da identificare sono circa 0,01 M in una soluzione acquosa. Il livello “semimicro” dell’analisi qualitativa impiega metodi usati per rilevare 1-2 mg di uno ione in 5 mL di soluzione.

Mentre ci sono metodi di analisi qualitativa utilizzati per identificare le molecole covalenti, la maggior parte dei composti covalenti possono essere identificati e distinti l’uno dall’altro utilizzando proprietà fisiche, come l’indice di rifrazione e il punto di fusione.

Tecniche di laboratorio per l’analisi qualitativa semi-micro

È facile contaminare il campione attraverso una cattiva tecnica di laboratorio, quindi è importante attenersi a certe regole:

  • Non usare l’acqua del rubinetto. Usare piuttosto acqua distillata o deionizzata.
  • La vetreria deve essere pulita prima dell’uso. Non è essenziale che sia asciutta.
  • Non mettere la punta del contagocce del reagente nella bocca di una provetta. Dispensare il reagente da sopra il labbro della provetta per evitare la contaminazione.
  • Mescola le soluzioni agitando la provetta. Non coprire mai la provetta con un dito e agitare la provetta. Evitare di esporsi al campione.

Fasi dell’analisi qualitativa

  • Se il campione si presenta come un solido (sale), è importante notare la forma e il colore di eventuali cristalli.
  • I reagenti sono usati per separare i cationi in gruppi di elementi correlati.
  • Gli ioni di un gruppo vengono separati l’uno dall’altro. Dopo ogni fase di separazione, viene eseguito un test per confermare che alcuni ioni sono stati veramente rimossi. Il test non viene eseguito sul campione originale!
  • Le separazioni si basano su diverse caratteristiche degli ioni. Questi possono coinvolgere reazioni redox per cambiare lo stato di ossidazione, la solubilità differenziale in un acido, base o acqua, o la precipitazione di certi ioni.

Protocollo di analisi qualitativa del campione

In primo luogo, gli ioni vengono rimossi in gruppi dalla soluzione acquosa iniziale. Dopo che ogni gruppo è stato separato, viene condotta un’analisi per i singoli ioni di ogni gruppo. Ecco un comune raggruppamento di cationi:

Gruppo I: Ag + , Hg2 2+ , Pb 2+
Precipitato in 1 M HCl

Gruppo II: Bi 3+ , Cd 2+ , Cu 2+ , Hg 2+ , (Pb 2+ ), Sb 3+ e Sb 5+ , Sn 2+ e Sn 4+
Precipitato in soluzione 0.1 M H2S a pH 0,5

Gruppo III: Al 3+ , (Cd 2+ ), Co 2+ , Cr 3+ , Fe 2+ e Fe 3+ , Mn 2+ , Ni 2+ , Zn 2+
Precipitato in soluzione 0,1 M H2S a pH 9

Gruppo IV: Ba 2+ , Ca 2+ , K + , Mg 2+ , Na + , NH4 +
Ba 2+ , Ca 2+ , e Mg 2+ sono precipitati in soluzione 0,2 M (NH4)2CO3 a pH 10; gli altri ioni sono solubili

Molti reagenti sono usati nell’analisi qualitativa, ma solo alcuni sono coinvolti in quasi tutte le procedure del gruppo. I quattro reagenti più comunemente usati sono 6M HCl, 6M HNO36M NaOH, 6M NH3. Comprendere gli usi dei reagenti è utile quando si pianifica un’analisi.

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