Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Analiza elementara calitativa - Coggle Diagram
Analiza elementara calitativa
Reactia de idendificare pentru fosfor si arsen
Substanţa organică de analizat se tratează într-un creuzet de porţelan cu un amestec echimolecular de Na2CO3, K2CO3 şi KNO3 şi se calcinează până la topire, când are loc oxidarea elementelor organogene (fosfor, arsen şi sulf) la săruri anorganice în care elementul este în stare maximă de oxidare (fosfaţi, arseniaţi şi sulfaţi). Amestecul de reacţie se răceşte, se dizolvă în apă sau acid acetic diluat şi se identifică elementele respective prin metodele cunoscute.
Fosforul se identifică în prezenţa molibdatului de amoniu, în mediu de acid azotic concentrat. Apariţia la rece a unei coloraţii sau a unui precipitat galben de fosfomolibdat de amoniu ne indică existenţa fosforului.
Arsenul se identifică tot în prezenţa molibdatului de amoniu, însă la fierbere. Se adăugă acid azotic la soluţia de molibdat de amoniu, până la dizolvarea precipitatului alb de acid molibdenic (H2MoO4) care se formează la început, după care se adaugă o cantitate mică din soluţia de analizat.
Reactie de indentificare pentru azot
Soluţia Lassaigne se tratează cu două-trei picături de soluţie concentrată şi proaspăt preparată de sulfat de fier (II), apoi cu două-trei picături dintr-o soluţie de clorură ferică şi o picătură de acid sulfuric (pentru dizolvarea hidroxizilor de fier). Se obţine o coloraţie albastră specifică precipitatului albastru de Berlin. Din soluţia, la început verde-albastră, se depune cu timpul (după 1⁄2 - 2 ore) un precipitat albastru. În cazul cantităţilor mici de azot nu se formează precipitat. În lipsa azotului soluţia rămâne galbenă.
Unele substanţe, cu toate că au azot în molecula lor, nu dau această reacţie. Aşa sunt: diazoderivaţii, unii derivaţi pirolici. În astfel de cazuri trebuie făcute modificări în executarea reactiei
Identificarea azotului se bazează pe următoarele reacţii: cianura de sodiu din soluţia Lassaigne reacţionează cu sarea feroasă formând cianura feroasă:
FeSO4 + 2NaCN --》Fe(CN)2 + Na2SO4
Ferocianura de sodiu în prezenţa ionilor ferici formează albastrul de Berlin:
4FeCl3 + 3Na4[Fe(CN)6] --》Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 NaCl
care apoi cu cianura de sodiu formează ferocianura de sodiu:
Fe(CN)2 + 4NaCN --》Na4[Fe(CN)6]
Este necesar ca în soluţia în care se face reacţia să fie un exces de ioni ferici, deoarece în caz contrar se pot forma combinaţii de forma: Fe(CN)6NaFe, care dau soluţii coloidale.
Reactii de identificare pentru oxigen
Oxigenul nu are reacţii precise de identificare, şi de aceea prezenţa lui se deduce în general prin identificarea grupărilor funcţionale oxigenate ( -OH, C=O, -COOH). Există o probă orientativă bazată pe solubilitatea tiocianatului de fier în dizolvanţi conţinând oxigen, cu formarea unor soluţii colorate în roşu. În dizolvanţi nepolari (hidrocarburi, derivaţi halogenaţi) tiocianatul de fier nu este solubil.
Experimental: din soluţia de analizat se pun câteva picături pe o sticlă de ceas şi se agită cu o baghetă de sticlă pe care s-a depus un strat de tiocianat. În prezenţa compuşilor polari, lichidul se colorează în roşu după câteva minute.
Tiocianatul de fier se obţine prin tratarea unei soluţii apoase de sulfocianură de potasiu ( 1g KSCN în 4 ml apă distilată), cu 4 ml soluţie FeCl3.6H2O, 20%. Tiocianatul de fier se extrage cu 6 ml eter, soluţia eterică servind la depunerea tiocianatului pe bagheta de sticlă cu care se va face determinarea. Deoarece şi compuşii cu sulf şi azot dizolvă tiocianatul de fier, cercetarea oxigenului.
în acest caz nu este concludentă.
Identificarea carbonului si hidrogenului
Pentru hidrogen se poate efectua identificarea prin arderea substanţei de analizat în prezenţa sulfului elementar sau a unui compus cu sulf (tiosulfat de sodiu).
Subst. (C,H) + S --- H2S
H2S + (CH3COO)2Pb --- CH3COOH + PbS (neagră)
Experimental: se arde o cantitate mică de substanţă (cca. 0,1g) cu o bucăţică de sulf la
flacăra unui bec de gaz. Deasupra eprubetei se aşează o hârtie de filtru îmbibată cu acetat
de plumb. Apariţia unei coloraţii negre pe hârtia de filtru denotă prezenţa sulfurii de plumb,
deci implicit faptul că substanţa analizată conţine hidrogen.
Aceasta se face prin descompunerea substanţei în CO2 şi H2O în prezenţă de CuO; se identifică CO2 cu o soluţie de Ba(OH)2, iar picăturile de apă pe pereţii eprubetei certifică existenţa hidrogenului în substanţa analizată. Subst. Org. (C, H) + CuO --- CO2 + H2O
CO2 + Ba(OH)2 --- BaCO3 + H2O
Identificarea celorlalte elemente organogene: sulf, azot, halogeni
Pentru a identifica N, S şi halogeni, substanţele organice se transformă în substanţe anorganice uşor de analizat prin mineralizare sau dezagregare. Această operaţie se realizează prin arderea substanţei organice cu sodiu metalic într-un tubuşor de dezagregare la flacara
În unele cazuri, reacţia dintre sodiu metalic şi substanţa organică este foarte violentă,
aruncând sodiu incandescent afară; de aceea nu trebuie să se ţină tubuşorul îndreptat în direcţia ochilor sau a persoanelor din vecinătate.
După arderea substanţei, care se consideră încheiată când tubuşorul s-a înroşit, acesta
se introduce într-un pahar cu apă distilată (reacţia este foarte violentă şi adeseori sodiul aprins sare afară din pahar. De aceea se va acoperi paharul cu o sticlă de ceas); rezultă soluţia Lassaigne.
Subst. Org. (C,H,N,S,X) ---》NaCN, Na2S, NaX
Experimental: tubuşorul de mineralizare are o lungime de 10-15 cm, şi un diametru de 3-
5mm. La capăt are o bulă în care se introduce jumătate din substanţa de analizat şi un
„grăunte” de sodiu metalic. Se încălzeşte ţinându-se cu un cleşte. După ce se înroşeşte, se
introduce într-un pahar Berzelius acoperit cu o sticlă de ceas sau o cutie Petri, în care se
află 10 – 15 ml apă distilată. După obţinerea soluţiei Lassaigne, aceasta se filtrează de
impurităţile mecanice, rezultând un filtrat limpede ce va fi folosit pentru identificarea de
azotului (prezent în soluţia Lassaigne sub forma ionilor cianură CN-), sulfului (prezent în
soluţia Lassaigne sub forma ionilor sulfură S2-), halogenilor (prezent în soluţia Lassaigne
sub forma ionilor halogenură X-).
Reactia de identificare pentru halogen
Se intanlesc doua situatii
a) Soluţia Lassaigne conţine numai halogen; se tratează cu AgNO3 şi rezultă un precipitat alb sau galben de halogenură de argint.
NaX+ AgNO3 --》 AgX+ NaNO3
pp.alb-galbui
Apariţia unui precipitat alb, uşor solubil în amoniac, indică prezenţa clorului; dacă precipitatul este galben deschis şi greu solubil în amoniac ne indică prezenţa bromului în substanţa de analizat. Apariţia unui precipitat galben, insolubil ne indică prezenţa iodului.
b) Soluţia Lassaigne conţine şi sulf şi azot. În acest caz se acidulează soluţia cu acid sulfuric sau azotic, se aduce la fierbere şi apoi se tratează cu AgNO3. Prin acidulare se formează HCN şi H2S, care prin încălzire sunt îndepărtaţi, fiind mai volatili.
Experimental: o sârmă de cupru turtită la unul din capete se introduce în flacăra unui bec de gaz unde se păstrează până ce flacăra este incoloră. Se scoate sârma din flacără. Se răceşte puţin şi apoi se introduce în substanţa de analizat, după care din nou în flacără. Dacă flacăra s-a colorat în verde sau verde-albăstrui, atunci aceasta certifică prezenţa halogenului în substanţa analizată.
Colorarea flăcării în proba Beilstein se datorează formării de halogenuri de cupru,
care fiind volatile, dau această culoare caracteristică.
Proba Beilstein este rapidă, dar nu întotdeauna edificatoare; coloraţia este dată şi de unele substanţe care nu conţin halogeni, ca de exemplu derivaţi ai piridinei, oxichinolinei, ureei, iar alteori nu se observă coloraţia nici chiar în prezenţa halogenului.
Reacţii de identificare pentru halogeni ionizabili
Pentru a identifica halogenii ionizabili (de tipul clorhidraţilor) se va dizolva substanţa de analizat în apă, la rece sau la cald, se va acidula cu HNO3 şi se va trata cu AgNO3. Formarea precipitatului de halogenură de argint indică prezenţa halogenului ionizabil
Reacţii de identificare pentru sulf
Pentru substanţele care conţin în molecula lor şi azot şi sulf se poate încerca reacţia
cu FeCl3 direct pe soluţia iniţială acidulată, caz în care se formează sulfocianura ferică, de
culoare roşu închis.
1) tratarea soluţiei Lassaigne cu acetat de plumb: soluţia de analizat se acidulează cu acid acetic şi se tratează cu o soluţie de acetat de plumb. Se încălzeşte puţin timp. Dacă amestecul se înnegreşte, substanţa analizată are sulf. Înnegrirea se datorează formării sulfurii de plumb, după ecuaţia: (CH3COO)2Pb + Na2S --》2CH3COONa + PbS (neagra)
2) tratarea soluţiei Lassaigne cu nitroprusiat de sodiu (pentacianonitrozoferat de
sodiu), Na4[Fe(CN)5NO]; dacă există sulf, soluţia capătă o coloraţie violet-roşcată, care dispare după puţin timp. Această coloraţie se datorează formării complexului rezultat din combinarea sulfurii de sodiu din soluţie cu nitroprusiat de sodiu: Na3[Fe(CN)5NOS].
Trebuie să se ţină seama de asemenea de faptul că soluţia de hidrogen sulfurat care
conţine ionii HS- şi foarte puţini ioni S2- nu reacţionează cu nitroprusiatul de sodiu. Numai
soluţiile sulfurilor alcaline pun în libertate mulţi ioni S2- care dau cu nitroprusiatul reacţia caracteristică de mai sus. Deci această reacţie trebuie făcută în mediu alcalin şi nu acid. Pe
de altă parte, soluţia nu trebuie să fie nici prea alcalină, deoarece un exces de alcalinitate
împiedică apariţia coloraţiei violete. În cazul acesta, în locul complexului de mai sus, se
formează o altă substanţă şi anume: Na4[Fe(CN)5NO2].10 H2O (prusiat de sodiu), care are o coloraţie galbenă, nu prea intensă.
Reacţii de identificare pentru sulful ionizabil
Dacă atomul de sulf din substanţa de analizat este constituentul unui compus ionizabil, el va da reacţiile caracteristice cu nitroprusiatul de sodiu şi cu acetatul de plumb, de aceea se va căuta şi natura legăturii sulfului în moleculă. De exemplu, pentru a vedea existenţa ionului SO42- substanţa de analizat se dizolva în apă, la rece sau la cald, şi soluţia rezultată se va trata cu o soluţie de clorură de bariu. Apariţia unui precipitat alb indică prezenţa sulfului ionizabil.
SO4^2- +Ba^2+ --》BaSO4