E S P E R I E N Z E                       E S P E R I E N Z E
 
REAZIONI CHIMICHE

Premessa
Le sostanze chimiche si differenziano fra loro manifestando attitudini diverse a reagire con altre sostanze. Utilizzando le reazioni chimiche tipiche di alcuni composti, elementi o ioni, si può risalire alla loro presenza in un miscuglio sconosciuto. In questa esperienza avremo modo di osservare le reazioni chimiche caratteristiche di alcune sostanze che comportano evidenze sperimentali facili da individuare come: formazione di precipitati o di soluzioni colorate, sviluppo di gas e di odori particolari, cambiamenti di colore ecc…

a) cambiamento di colore 

Riscaldamento del carbonato basico di rame di colore verde

Materiali

·        Cu₂(OH)₂CO₃

·        Provetta, pinza di legno

Procedimento

Introdurre in una provetta asciutta una punta di spatola del sale, riscaldare per alcuni minuti fino a completa variazione del colore. Osservare ciò che avviene.

Cu₂(OH)₂CO₃ (verde) ® 2CuO(nero) + CO₂+ H₂O

b) formazione di precipitati

Riconoscimento di anioni in soluzione con formazione di precipitati
Alcuni anioni possono essere riconosciuti attraverso semplici saggi,  che prevedono la formazione di tipici precipitati da una loro soluzione.

Materiali

• Beuta da 200mL
• Vetrino da orologio
• Imbuto con filtro a pieghe
• Pipetta
• Provette con portaprovette
• Tubo ad U
• Sali che contengono: SO₄^2-_, Cl^-, Br^-, PO₄^3-_, S^2-, NO₃^-
• Acqua distillata
• Na₂CO₃ solido, BaCl₂, NH₄OH, CH₃COOH, KCNS, Ba(OH)_2, NaOH, FeSO₄ , (NH₄ )₂MoO₄
• HCl diluito
• HNO₃ diluito
• Soluzione di AgNO₃
• H₂SO₄ concentrato

Procedimento

Preparazione della soluzione degli anioni:

Introdurre nella beuta 1,0g circa di campione da analizzare, aggiungere 4,0g circa di carbonato di sodio e 30-40 mL di acqua distillata.

Far bollire per circa 20’ coprendo la beuta con un vetrino da orologio, aggiungendo di tanto in tanto aliquote di acqua tali da mantenere costante il volume iniziale

Raffreddare e filtrare su imbuto con filtro a pieghe. I metalli presenti precipitano sottoforma di carbonati, idrossidi e ossidi, mentre gli anioni passano in soluzione sottoforma di sali di sodio solubili.

Riconoscimento dello ione SO₄^2-

Prelevare con la pipetta 0,5 mL circa di soluzione alcalina e introdurla in una provetta.

Acidificare con qualche goccia di HCl diluito e aggiungere alcune gocce della soluzione di BaCl₂.

In presenza di SO₄^2- si avrà un precipitato bianco di solfato di bario secondo la reazione:

Na₂SO₄ + BaCl₂ ® BaSO₄ ¯ + 2NaCl

Riconoscimento degli ioni Cl^­­- e Br^-

Prelevare con la pipetta 0,5 mL circa di soluzione alcalina e introdurla in una provetta.

Acidificare con qualche goccia di HNO₃ diluito e aggiungere alcune gocce di AgNO₃. In presenza di ioni cloruro o bromuro si forma un precipitato bianco caseoso di AgCl o giallino-caseoso di AgBr.

NaCl + AgNO₃ ® AgCL¯ +  NaNO₃

Riconoscimento dello ione PO₄^3-

Prelevare con la pipetta 0,5 mL circa di soluzione alcalina e introdurla in una provetta.

Acidificare con qualche goccia di HNO₃ diluito e aggiungere alcune gocce di AgNO₃. In presenza di fosfati si forma un precipitato giallo di Ag₃PO₄ che è solubile con un eccesso di HNO₃.

3AgNO₃ + Na₃PO₄  ®  Ag₃PO₄¯ + 3NaNO₃

I fosfati reagiscono anche con il molibdato d’ammonio e danno luogo ad un precipitato giallo di fosfomolibdato d’ammonio.

Prelevare con la pipetta 0,5 mL circa di soluzione alcalina e introdurla in una provetta.

Acidificare con qualche goccia di HNO₃ diluito, aggiungere 10 gocce di molibdato d’ammonio, riscaldare in bagno maria a 60°C, in presenza di fosfati si forma un precipitato giallo.

H₂PO₄ ^-  + 22H⁺ + 12MoO₄^- + 3NH₄⁺ ®  (NH₄)₃PO₄ · 12MoO₃¯ + 12 H₂O

Riconoscimento dello ione S^2-

Prelevare con la pipetta 0,5 mL circa di soluzione alcalina e introdurla in una provetta.

Acidificare con qualche goccia di HNO₃ diluito e aggiungere alcune gocce di AgNO₃. In presenza di solfuri si forma un precipitato nero di solfuro d’argento solubile in HNO₃ a caldo

Na₂S + 2AgNO₃ ® Ag₂S¯ + 2NaNO₃

c) formazione di soluzioni colorate

Riconoscimento dello ione NO₃^-

Prelevare con la pipetta 0,5 mL circa di soluzione alcalina e introdurla in una provetta. Acidificare con acido solforico diluito, aggiungere 5-6 gocce di una soluzione satura a freddo di solfato ferroso. Tenendo inclinata la provetta si fanno colare cautamente lungo le pareti della provetta 5-6 gocce di H₂SO₄ concentrato, che andrà al fondo. Se sono presenti nitrati, alla superficie di separazione fra lo stato di acido e la soluzione si formerà un anello bruno che si decompone per riscaldamento.

6FeSO₄ +3H₂SO₄ + 2HNO₃  ® 4H₂O + 3Fe₂(SO₄ )₃ + NO

NO + FeSO₄ ® Fe(NO)SO₄ (anello bruno)

Riconoscimento di cationi e anioni

Materiali

• Sali contenenti Fe²⁺ e Fe³⁺, CH₃COO^- , CO₃^2-, NH₄⁺,  CO₃^2-
• KSCN, KHSO₄, HCl, Ba(OH)₂, NaOH

Riconoscimento del ferro

Una soluzione contenente Fe(II) o Fe(III) viene acidificata con HNO₃, si aggiungono alcune gocce di KSCN o NH₄SCN, si avrà una colorazione rosso sangue dovuta al composto Fe(SCN)₃.

Fe(NO₃)₃ + 3KSCN ® Fe(SCN)₃ (complesso colorato di rosso)+ 3KNO₃

d) sviluppo di gas o odori

Riconoscimento degli acetati

Una piccola quantità di sostanza in esame viene trattata in un piccolo mortaio o su un vetrino da orologio con uguale quantità di KHSO₄. si bagna con una goccia d’acqua e si rimescola la miscela con un pestello. In presenza di acetati si sente il caratteristico odore pungente dell’acido acetico.

2CH₃COONa + 2KHSO₄  ®  2CH₃COOH + K₂SO₄ + Na₂SO₄

Riconoscimento dei carbonati

In una provetta si pone una piccola quantità di sostanza, si aggiungono poche gocce di HCl. Si tappa subito con un tappo di gomma forato munito di tubo ad U la cui estremità più lunga pesca in una soluzione di Ba(OH)₂ posta in un’altra provetta. In presenza di carbonati si formerà un precipitato bianco di carbonato di bario solubile in acido acetico.

Na₂CO₃ +  2HCl ®  2NaCl + CO₂ + H₂O

CO₂ + Ba(OH)₂ ® BaCO₃¯ +  H₂O

Riconoscimento dello ione ammonio

Una piccola quantità di sostanza viene trattata in una provettina  con circa 1 mL di NaOH, si scalda a bagnomaria: in presenza di ioni ammonio si ha lo svolgimento di ammoniaca gassosa, riconoscibile dall’odore caratteristico. Una cartina indicatrice di pH, lievemente umida, esposta ai vapori diventa blu.

NH₄Cl  +  NaOH ® NH₃ ­ + H₂O + NaCl