Marcha analítica

Marcha analítica per a l'identificació de cationes (procediment de l'àcit sulfhídrico)

En l'anàlisis químic qualitatiu, una marcha analítica és un conjunt de regles pràctiques, aplicades en un determinat orde i de forma sistemàtica, conducentes a l'identificació d'ions inorgànics, generalment en dissolució. Per mig de l'ocupació de determinades reaccions químiques, els diferents ions es van separant en grups, per a despuix, per mig de l'ocupació d'atres reaccions, denominades d'identificació, que poden ser de formació de complexos o de precipitació de determinades sales en colors característics, identificar dits ions. ya que la majoria dels ensajos es fan per via humida (en dissolució), la mostra si no és líquida, deu ser posada en dissolució per mig d'atac àcit o atres procediments de preparació de mostres.

En general, s'ampren reactius comuns com el clorur, sulfur, NaOH, amoniaco i similars, que separen grups, habitualment de cationes, encara que també existixen marches analítiques d'identificació de aniones. Cada reactiu produïx un precipitat en un chicotet grup de ions quedant en dissolució el restant d'ells, que en un següent pas poden separar-se d'uns atres per mig de l'ocupació d'un atre reactiu general apropiat. En dits grups separats es realisen identificacions individuals per mig de reactius més específics, com la dimetilglioxima, cuprón, Montequi, etc. o per mig d'atres operacions, com redisolución selectiva per mig de calfament o per mig de l'ocupació de reactius complejantes. La marcha analítica clàssica és la del àcit sulfhídrico per als cationes. El sulfur és molt efectiu perque presenta numerosos precipitats i complexos, alguns coloreados com els de Cd, Mn, As i Zn; no obstant, és un compost tòxic per lo que s'han propost marches sistemàtiques alternatives, com la del carbonat. També existixen també marches analítiques per a aniones.

Canvi de selectivitat d'un reactiu

Una seqüència de reactius és més o menys selectiu si es produïx en més o menys problemes. Un reactiu és específic (més selectiu) quan reacciona en molt pocs cationes i aniones. Es van a cridar reactius generals (menys específics) quan reaccionen en molts cationes i aniones. Es pot canviar la selectivitat d'un reactiu per tres diferents métodos:

• Per variació del pH: Ej. l'H₂S és un reactiu general que a pH neutre o bàsic origina precipitats en casi tots els cationes del Sistema Periòdic; no obstant, a pH àcit es produïx un efecte del ion comú, disminuïx la concentració del anión S^2- i solament precipiten a pH àcit els sulfur més insolubles, que són els sulfur dels denominats Grups I i II de la marcha analítica.

• Per canvi de l'estat d'oxidació: Ej. el catión Ni²⁺ origina un compost coloreado de color rosat en dimetilglioxima, pero si tenim en el mig Fe²⁺ en dimetilglioxima genera un color rosat rojós; no obstant, si afegim H₂O₂ el Fe²⁺ pansa a Fe³⁺, el qual no reacciona en la dimetilglioxima i podem detectar el níquel.

• Emmaixquerament de cationes: Ej. el Cu²⁺ i Cd²⁺ són dos cationes molt semblants; no obstant, es poden identificar. Si afegim H₂S precipiten CuS (negre) i CdS (groc). Al problema que conté se li afig KCN, formant Cu(CN)₄^2- i Cd(CN)₄^2-, abdós incoloros. Si afegim H₂S llavors el Cu(CN)₄^2- no reacciona, ya que és molt estable; no obstant, el Cd(CN)₄^2- és menys estable, reacciona en l'H₂S i origina CdS (groc).

Marcha analítica dels cationes més comuns

Grup I

Es pren la mostra problema o alícuota i se suma HCl 2N. En este reactiu precipiten els cationes del Grup I ( Argent (I), Plom (II) i Mercurio (I)): AgCl, PbCl₂ i Hg₂Cl₂. Sobre el mateix embut s'afig aigua d'ebullició, quedant en el paper de filtre el AgCl i el Hg₂Cl₂; el Pb²⁺ pot identificar afegint KI, que origina un precipitat de PbI₂ que es dissol en calent, que servix per a identificar-ho per mig de la cridada pluja d'or.

Sobre el mateix paper de filtre s'afig NH₃ 2N. En el paper de filtre si existix Hg₂²⁺ i es forma una taca blanca, grisa o negre, que és una mescla de HgClNH₂ i Hg⁰. En la dissolució es formen Ag(NH₃)₂⁺, que es pot identificar en KI donant un precipitat de AgI, groc clar.

Grup II

Els cationes d'este grup no reaccionen a l'àcit clorhídric (HCl)pero formen precipitats en el sulfur d'hidrogen (H₂S) és un mig àcit. Els cationes del segon grup es dividixen tradicionalment en dos subgrups el grup IIA i IIB. Els elements o cationes que componen el subgrup IIA: Pb, BI, Cu, Cd, Hg. El subgrup IIB, ho formen els següents cationes: As, Sn, Sb. Mentres que els sulfur del grup IIA són insolubles en polisulfuro d'amoni, (NH₄)₂S_n, els de els cationes del grup IIB

Grup III

A la dissolució que conté els cationes del Grup III i següents li afegim NH₃ i NH₄Cl, precipitant els cationes del Grup IIIA: Fe(OH)₃ (roig), Al(OH)₃ (blanc), Cr(OH)₃ (vert), pero no precipiten els de el Grup IV i següents.

Per a identificar els cationes del Grup IIIA s'afig NaOH i H₂O₂, de tal forma que el Fe(OH)₃ no es dissol, pero el restant donen AlO₂^-, CrO₂^- (encara que en l'H₂O₂ dona CrO₄^2-). Per a reconéixer el ferro es dissol eixe precipitat en HCl i es dividix en dos posicions: a una d'elles se li afig KSCN (si existix ferro s'origina un precipitat de color roig escarlata intens), i a l'atra porció se li afig K₄Fe(CN)₆ (si existix ferro es forma un precipitat de color blau obscur blau de prusia). A la dissolució que conté l'alumini i el cromo afegim HCl fins a pH neutre; a continuació se li afig NH₃ i precipita Al(OH)₃; per a poder vore's esta dissolució se li tira roig Congo, afegim HCl, el roig Congo passa color blau, afegim NH₃, el roig Congo blau torna a ser roig i l'A el(OH)₃ es torna roig.

Sobre la dissolució afegim H₂S i NH₃, quedant precipitats els cationes del grup IIIB: MnS (rosa), CoS (negre), NiS (negre) i ZnS (blanc), quedant aparte els de els Grups IV i V. Sobre els precipitats agreguem HCl, quedant per un costat Mn²⁺ i Zn²⁺, i per un atre NiS i CoS. En el primer tubo en NaOH i H₂O₂ dona ZnO₂^2- i un precipitat marró de MnO₂. Per a reconéixer el zinc es tracta en H₂S donant un precipitat blanc de ZnS; també es pot utilisar els reactius de Montequi A i Montequi B donant un precipitat de color violeta. En el segon tubo dissolem en aigua regio, donant Ni²⁺ i Co²⁺. A una de les porcions es neutralisa en NH₃ i se seguix agregant fins a pH bàsic i despuix es adiciona reactiu de dimetilglioxima; si existix Ni²⁺ es forma un precipitat rosa. Per al Co²⁺ primer es neutralisa en NH₃, es tampona en àcit acètic i acetat de sodi junt en KSCN; si agreguem acetona la fase acetónica pren un color blau.

Grup IV

Sobre les dissolució dels Grups IV i V afegim (NH₄)₂CO₃, precipitant els cationes del Grup IV: CaCO₃ (blanc), BaCO₃ (blanc), SrCO₃ (blanc), pero si no ho hem eliminat anteriorment tindríem també PbCO₃. Dissolem eixos precipitats en àcit acètic i afegim HCl 2N; si existix plom precipita PbCl₂, i dissolts Ca²⁺, Ba²⁺ i Sr²⁺. Sobre la dissolució afegim K₂CrO₄; si existix bari s'obté un precipitat groc de BaCrO₄, i dissolts Ca²⁺ i Sr²⁺. Sobre la dissolució afegim (NH₄)₂CO₃, precipitant els dos carbonat: CaCO₃ i SrCO₃, calfem fins a sequetat, li afegim una miqueta d'H₂O i acetona i despuix (NH₄)₂CrO₄, quedant un precipitat de SrCrO₄ i dissolt el calcio, pero si li afegim Na₂C₂O₄ precipita CaC₂O₄.

Grup V

Els cationes que no precipiten en cap reactiu anterior formen el Grup V: NH₄⁺, K⁺ i Na⁺. La major part dels ensajos es fan al principi de l'anàlisis:

• Per a el NH₄⁺ es calfa i, si es desprén amoníac llavors existix este catión. També es pot agregar el reactiu de Nessler i, si existix amoni dona un precipitat de color groc.

• Per al K: la millor forma de reconéixer-ho és a la flama, la que dona una coloració violeta. També es pot agregar cobaltonitrito sòdic; en mig débilmente àcit si existix K⁺ dona un precipitat groc.

• El Na⁺ es pot identificar perque en afegir groc titani dona un color roig. Si existix Na⁺ en reactiu de Kalthoff dona un precipitat groc. També es pot fer perque si s'acosta una flama esta és de color groga intensa i és duradora.

Comprovació de cationes

• Ag⁺: En HCl dona AgCl (blanc); en KI dona AgI (roig).

• A el³⁺: En alizarina dona un compost groc.

• As³⁺: En mixtura magnésica dona un espill d'argent en el tubo.

• Ba²⁺: En dicromat precipita cromato d'estronci o sulfat precipita sulfat de bari blanc.

• Bi³⁺: En SnCl₂ dona Bi metàlic (negre).

• Cd²⁺: En sulfur dona el CdS (groc).

• Co²⁺: En KSCN dona un complex blau; els sulfur de cobalt es dissolen en aigua regio; el Co(OH)₃ és l'únic hidròxit de color taronja.

• Cu²⁺: En NH₃ dona Cu(NH₃)₄²⁺ (blau intens).

• Fe³⁺: En KSCN dona un complex roig; en ferrocianuro dona un compost blau; el Fe(OH)₃ és l'únic hidròxit de color pardo-rojós.

• Hg₂²⁺: En la marcha analítica precipita en HCl, s'afig NH₃ i dona en el filtre un precipitat negre de Hg⁰.

• Hg²⁺: Es tira sobre una moneda d'una pesseta menuda i dona una amalgama negra, ya que es forma Hg⁰.

• K⁺: En cobaltonitrito sòdic dona precipitat groc.

• Mg²⁺: En magnesón dona color blau.

• Mn²⁺: En sulfur dona el MnS (taronja).

• Na⁺: En el reactiu de Koltoff dona precipitat groc.

• NH₄⁺: En mig bàsic dona NH₃; si hi ha amoni en el reactiu de Nessler dona precipitat roig-pardo.

• Ni²⁺: En dimetilglioxima dona un precipitat de color roig; els sulfur de níquel es dissolen en aigua regio; el Ni(OH)₃ és l'únic hidròxit de color vert.

• Pb²⁺: S'afig KI i dona un precipitat groc de PbI₂ o be en K₂CrO₄.

• Sb³⁺: En rodamina B dona precipitat morat.

• Sn²⁺: Si s'acosta a la flama es posa de color blau.

• Zn²⁺: En Montequi A i Montequi B dona precipitat verda.