Saggi specifici nell’analisi qualitativa: saggi diretti, determinazione degli anioni per via secca

I saggi specifici sono usati nell’ambito dell’analisi qualitativa per la loro specificità e i tempi relativamente brevi; sono consigliati quando si ha già un indizio sulla presenza di una data specie
L’analisi qualitativa  di cationi e anioni è effettuata con la sistematica dei gruppi; tale metodologia richiede molti reagenti e un tempo non inferiore a sei ore.

Vi sono, tuttavia, saggi diretti per individuare alcuni composti chimici che sono attendibili e rapidi.

Saggi diretti

Sono riportate le reazioni caratteristiche che avvengono a seguito di riscaldamento di alcuni composti :

2 HgO ( rosso) → 2 Hg ( deposito argenteo) + O₂

2 Pb₃O₄ (rosso) → 6 PbO (giallo) + O₂

CuCO₃ (verde) → CuO (nero) + CO₂

ZnCO₃ (bianco) → ZnO (giallo a caldo e bianco a freddo) + CO₂

CuSO₄· 5 H₂O (blu) → CuSO₄(bianco) + 5 H₂O

2 Zn(NO₃)₂ (bianco) → 2 ZnO (giallo a caldo e bianco a freddo) + NO₂ (marrone) + O₂

2 Pb(NO₃)₂ (bianco) → 2 ZnO (giallo) + NO₂ (marrone) + O₂

(NH₄)₂Cr₂O₇ (arancione) → Cr₂O₃ ( verde) + N₂ + 4 H₂O

Per quanto riguarda gli anioni l’analisi sistematica è effettuata per via umida: dopo un trattamento preliminare del campione da analizzare a cui vengono aggiunti carbonato di sodio e acqua. La soluzione viene fatta bollire per 20-30 minuti che prende il nome di soluzione alcalina viene utilizzata per l’analisi degli anioni.

Determinazione degli anioni per via secca

In alternativa si possono fare dei saggi specifici per la determinazione degli anioni per via secca.

Carbonati

Per la determinazione dei carbonati al composto in esame viene aggiunto HCl: in presenza di carbonati di sviluppa anidride carbonica secondo la reazione:

CO₃^2- + 2 H⁺ → CO₂+ H₂O

Spesso l’effervescenza non si evidenzia in modo netto pertanto si procede facendo avvenire la reazione in una provetta e convogliando l’eventuale gas sviluppatosi dalla reazione in una seconda provetta contenente acqua di barite. Lo sviluppo di CO₂ che conferma la presenza dei carbonati viene evidenziata dalla formazione di un precipitato bianco di carbonato di bario che si forma a seguito della reazione:

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O

Solfiti

Per la determinazione dei solfiti al composto in esame viene aggiunto HCl: in presenza di solfiti si sviluppa anidride solforosa dal tipico odore di zolfo secondo la reazione:

SO₃^2- + 2 H⁺ → SO₂+ H₂O

Lo sviluppo di SO₂ che conferma la presenza dei solfiti viene evidenziata dal cambiamento di colore di una carta da filtro imbevuta di bicromato di potassio che da arancione  passa a verde secondo la reazione:

3 SO₂ + Cr₂O₇^2- + 2 H⁺ → 3 SO₄^2- + 2 Cr³⁺ + H₂O

Solfuri

Per la determinazione dei solfuri al composto in esame viene aggiunto HCl e si pone la provetta a bagnomaria. In presenza di solfuri si sviluppa H₂S dal tipico odore di uova marce secondo la reazione:

S^2- + 2 HCl →  H₂S + 2 Cl^–

Lo sviluppo di H₂S che conferma la presenza dei solfuri viene evidenziata dal cambiamento di colore di una carta da filtro imbevuta di acetato di piombo che da incolore diventa nero secondo la reazione:

H₂S + Pb(CH₃COO)₂ → PbS + 2 CH₃COOH

Borati

Per la determinazione dei borati al composto in esame viene aggiunto, in una capsula di porcellana, etanolo e acido solforico. Dopo aver incendiato la capsula con il Bunsen presenza dei borati è confermata da una fiamma orlata di verde dovuta alla presenza di borato di etile che si forma a seguito della reazione di doppio scambio:
H₃BO₃ + 3 CH₃CH₂OH → (CH₃CH₂O)₃B + H₂O

Fosfati

Per la determinazione dei fosfati al composto in esame viene aggiunto acido nitrico concentrato e molibdato di ammonio. La soluzione è portata a circa 50-60 °C. La presenza dei fosfati è confermata dalla formazione di un precipitato giallo di fosfomolibdato di ammonio che si forma a seguito delle reazioni:
PO₄^3- + 3 HNO₃→ H₃PO₄ + 3 NO₃^–

H₃PO₄ + 12 (NH₄)₂MoO₄ + 21 HNO₃ → (NH₄)₃PMo₁₂O₄₀ + 21 NH₄NO₃ + 12 H₂O

Nitriti

Per la determinazione dei nitriti al composto in esame posto in un tubicino è aggiunto acido solforico diluito. La formazione di vapori rosso scuri di NO₂ conferma la presenza di nitriti. Le reazioni  che avvengono sono:

NO₂^– + H⁺ → HNO₂

3 HNO₂ → HNO₃ +2 NO  + H₂O

2 NO + O₂ → 2 NO₂