Analisi dei cationi del III gruppo (Cr3+, Fe3+, Al3+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+) secondo il metodo periodale.

 

PROCEDIMENTO

 

Questi cationi appartengono al gruppo dello zinco (Ni2+, Mn2+, Co2+) a quello dell’alluminio (Cr3+, Fe2+, Al3+, Fe3+).

I primi non vengono precipitati come idrossidi dal tampone NH3/NH4+ (a differenza dal gruppo dell’Al), in quanto formano complessi ammoniacali.

Precipitano con NaOH e con T.A.A. in ambiente ammoniacale, formando rispettivamente idrossidi e solfuri colloidali.

  • NICHEL

     I sali di Ni2+ in soluzione acquosa sono verdi per la presenza del complesso Ni(H2O)n2+; se anidri sono di colore bianco o giallo.

    Con NaOH  a pH~7 si ottiene un precipitato verdino di Ni(OH)2, solubile facilmente negli acidi e insolubile in eccesso di reattivo. L’idrossido di nichel non viene ossidato all’aria e si scioglie in NH3, formando il complesso:

    Ni(OH)2  +  4 NH3  è   Ni(NH3)42+   +  2 OH-

    Con NH3  si hanno precipitati basici verdi, solubili in eccesso di reattivo per formazione del complesso azzurro Ni(NH3)42+.

    Con dimetilgliossima, i sali di Ni2+ danno un precipitato rosso fragola di un complesso interno Ni-dimetilgliossima. Questa reazione costituisce il saggio specifico per il riconoscimento del Ni2+ in una soluzione.

  • MANGANESE

    Il Mn2+ forma diversi sali poco solubili.

    Con NaOH, a pH~8 dà un precipitato bianco di Mn(OH)2, che all’aria imbrunisce per formazione di Mn2O3, secondo le reazioni:

    Mn2+  +  2 OH-   è  Mn(OH)2

    Mn(OH)2  +  ½ O2  è  H2MnO3

    H2MnO3  +  Mn(OH)2  è Mn2O3  +  2 H2O

    Con NH3 precipita in maniera incompleta Mn(OH)2; in presenza di notevoli quantità di NH4+ il precipitato non si forma.

    Trattando il precipitato bruno di Mn2O3 con HNO3 e PbO2 a caldo si ottiene una colorazione violetta dovuta alla formazione di MnO4-, ciò costituisce il saggio specifico per il riconoscimento di Mn2+ in una soluzione.

  • COBALTO

    I sali di Co2+, azzurri se anidri, danno colorazione rosa per formazione del complesso Co(H2O)n2+. A pH~7 precipita Co(OH)2, rosa o azzurro a seconda se si formano o meno sali basici. L’idrossido precipitato si scioglie in presenza del tampone NH3/NH4+ per formazione di complessi ammoniacali.

     Con NaOH  si ottiene un precipitato rosa di Co(OH)2, che all’aria si ossida e diventa bruno per formazione di Co(OH)3, secondo la reazione:

    Co(OH)2  +   ½ O2  +  H2O  è  2 Co(OH)3

    Con NH3, in assenza di sali di ammonio, precipita un sale basico azzurro, solubile in eccesso di reattivo per formazione del complesso Co(NH3)62+, di colore giallino, che si ossida all’aria con imbrunimento secondo la reazione:

    2 Co(NH3)62+  +   ½ O2  +  H2O  è  2 Co(NH3)63+  +  2 OH-

    Con NH4SCN  si ha una colorazione azzurra, dovuta allo ione tetratiocianocobalto (II):

    Co2+  +  4 SCN-  è   Co(SCN)42-

    Il complesso azzurro viene estratto con metilisobutilchetone.

  • ALLUMINIO

    Con NaOH  si ha la precipitazione di Al(OH)3, solubile negli acidi e in eccesso di reattivo per formazione dello ione tetraidrossialluminato (III):

    Al3+ + 3OH-  è Al(OH)3

    Al(OH)3  +  OH-  è Al(OH)4-

    Dall’alluminato, per acidificazione o per aggiunta di NH4Cl, si ottiene il precipitato di Al(OH)3:

    Al(OH)4-  +  NH4+  è Al(OH)3    +  NH3  +  H2O

    Mentre per ebollizione dell’alluminato non si ottiene Al(OH)3.

    Con NH3  si ha un precipitato bianco gelatinoso di Al(OH)3, insolubile in eccesso di reattivo e in NH4Cl:

    Al3+  +  3 NH3  +  3 H2O  è   Al(OH)3  +  3  NH4+

    L’aggiunta di NH4Cl agevola a caldo la flocculazione del precipitato gelatinoso, che risulta così facilmente separabile dalla soluzione.

    Con alizarina S, la soluzione ammoniacale contenente Al(OH)3, dà un precipitato rosso dovuto a un chelato o lacca, composto di adsorbimento tra l’idrossido e il colorante.

  • CROMO

    Con NaOH  si ha un precipitato grigio-verde di Cr(OH)3 gelatinoso, solubile in eccesso di reattivo per formazione di Cr(OH)4- da cui per ebollizione riprecipita Cr(OH)3:

    Cr(OH)3   +  OH-  è Cr(OH)4-

    Con NH3 si ottiene un precipitato di Cr(OH)3, solubile in eccesso di reattivo per formazione dei complessi amminocromici solubili, di colore violaceo da cui, per ebollizione l’eccesso di NH3, riprecipita l’idrossido.

    Cr(OH)3  +  6 NH3  è  Cr(NH3)63+  +  OH-

    Con NaOH e PbO2   si ottiene il precipitato di Cr(OH)3 che, fatto bollire e quindi centrifugato porta alla formazione di una soluzione gialla (con Pbo2 lo ione Mn2+ precipita come MnO2 bruno).

    La soluzione gialla trattata con Pb(CH3COOH)2, dà un precipitato giallo di PbCrO4.

    Questa reazione costituisce il saggio specifico per il riconoscimento del Cr3+ in una soluzione.

  • FERRO

    In soluzione il Fe2+ presenta una colorazione verde chiaro, mentre il Fe3+ gialla. Lo ione Fe2+ a pH~8 precipita come Fe(OH)2 bianco-verdastro; Fe3+ a pH~3 dà un precipitato rosso-mattone.

    Con NaOH  da Fe2+ si ottiene un precipitato bianco-verde di Fe(OH)2 che si ossida all’aria; da Fe3+ precipita Fe(OH)3 rosso-mattone gelatinoso, insolubile in eccesso di reattivo.

    Con NH3   da Fe2+si ha un precipitato bianco-verde di Fe(OH)2. In presenza di NH4+ non si ha alcun precipitato in quanto non viene raggiunto il valore di Ks. Da Fe3+ invece, anche in presenza di NH4+, si ha un precipitato di Fe(OH)3 insolubile in eccesso di reattivo.