Il quinto gruppo analitico : gruppo dei metalli alcalino-terrosi

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 sono precipitati come carbonati da una soluzione contenente (NH₄)₂CO₃ , NH₄OH , NH₄Cl. Se la precipitazione è 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.

 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 goccia 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⁺ + CO₃^2- → MCO₃ MCO₃ (s) + 2 HAc → M²⁺ + 2 Ac^– + CO₂(g) + H₂O Ba²⁺ + CrO₄^2- → BaCrO₄ (s) 2 BaCrO₄ (s) + 2 H⁺ → Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄ (s) M²⁺ + 4 N(C₂H₄OH)₃ → [M(N(C₂H₄OH)₃]₄²⁺ Sr²⁺ + CrO₄^2- → SrCrO₄ (s) SrCrO₄ (s) + CO₃^2- → Sr²⁺ + CO₂ + H₂O [Ca(N(C₂H₄OH)₃]₄²⁺ + C₂O₄^2- → CaC₂O₄(s) + 4 N(C₂H₄OH)₃ Mg²⁺ + NH₄⁺ + PO₄^3- → MgNH₄PO₄ (s) Mg²⁺ + 2 OH^– → Mg(OH)₂