Canvis

Les substàncies inorgàniques són unes 30.000 i estan compostes per la quasi totalitat dels [[element químic|elements químics]].  

Les substàncies inorgàniques són unes 30.000 i estan compostes per la quasi totalitat dels [[element químic|elements químics]].  

El reconeiximent d'una substància es basa en algunes de les seues propietats químiques, consistents en la formació d'atres noves substàncies fàcilment recognoscibles que, en general, són de naturalea insoluble o gasosa i posseeixen un color i una olor característica. Tanmateix, no és possible pensar que cada substància, de les desenes de mils existents, puga reconèixer-se mitjançant una reacció diferencial característica d'ella, i encara que els composts minerals es troben o passen en dissolució en forma [[Ió (àtom) |iònica]] i el nombre d'espècies iòniques és enormement més xicotet, ni tan sols per a aquests, ni tampoc per als ions més corrents que normalment pot estar presents en una dissolució, es tenen assajos específics de reconeixement, sense que interferisca la possible presència dels altres. Així, per exemple, si existira un únic [[clorur]] insoluble blanc o un únic [[cromat]] insoluble groc, es comprendria que en agregar a la dissolució objecte de l'assaig, un clorur o un cromat soluble, la formació d'un [[Precipitació química|precipitat]] blanc en el primer cas i groc en el segon seria prova concloent de l'existència en la dissolució investigada del [[catió]] en qüestió; però en ser diversos els clorurs insolubles blancs i diversos els cromats insolubles grocs, la formació o no d'un precipitat serà tan sols la prova que en la dissolució objecte de l'anàlisi existixen o no hi ha els ions metàl·lics corresponents al grup d'aquests compostos insolubles. Si un només assaig no pot resoldre respecte a la possible presència d'un ió determinat, ens permet en canvi decidir sobre l'existència en la dissolució investigada d'un grup particular d'ions i quasi sempre en un nombre molt reduït. Per aquest motiu, és necessari establir un mètode sistemàtic de reconeixement dels ions que poden existir en dissolució, després d'haver portat el producte que es desitja analitzar a l'estat de dissolució.  

El reconeiximent d'una substància es basa en algunes de les seues propietats químiques, consistents en la formació d'atres noves substàncies fàcilment recognoscibles que, en general, són de naturalea insoluble o gasosa i posseeixen un color i una olor característica. Tanmateix, no és possible pensar que cada substància, de les desenes de mils existents, puga reconèixer-se mitjançant una reacció diferencial característica d'ella, i encara que els composts minerals es troben o passen en dissolució en forma [[Ió (àtom) |iònica]] i el número d'espècies iòniques és enormement més chicotet, ni tan sols per a estes, ni tampoc per als ions més corrents que normalment pot estar presents en una dissolució, es tenen assajos específics de reconeixement, sense que interferisca la possible presència dels atres. Així, per eixemple, si existira un únic [[clorur]] insoluble blanc o un únic [[cromat]] insoluble groc, es comprendria que en agregar a la dissolució objecte de l'assaig, un clorur o un cromat soluble, la formació d'un [[Precipitació química|precipitat]] blanc en el primer cas i groc en el segon seria prova concloent de l'existència en la dissolució investigada del [[catió]] en qüestió; pero en ser diversos els clorurs insolubles blancs i diversos els cromats insolubles grocs, la formació o no d'un precipitat serà tan sols la prova que en la dissolució objecte de l'anàlisis existixen o no hi ha els ions metàlics corresponents al grup d'aquests compostos insolubles. Si un només assaig no pot resoldre respecte a la possible presència d'un ió determinat, ens permet en canvi decidir sobre l'existència en la dissolució investigada d'un grup particular d'ions i quasi sempre en un nombre molt reduït. Per este motiu, és necessari establir un mètodo sistemàtic de reconeiximent dels ions que poden existir en dissolució, després d'haver portat el producte que es desija analisar a l'estat de dissolució.  

Tots els mètodes de l'anàlisi qualitativa es basen en la formació de composts insolubles mitjançant diversos reactius, agregats successivament a la dissolució, després de separar per filtració el precipitat format en cada cas. Cada precipitat, que conté un grup reduït d'ions, es dissol després, totalment o parcialment en els [[reactiu]]s apropiats; s'agreguen nous reactius per a formar precipitats en un número cada vegada menor d'ions fins a arribar a un únic compost insoluble que caracterisa un particular ió. La formació de compostos insolubles i la redissolució de precipitats (per formació d'un compost molecular o iònic, poc ionisat) constitueixen els processos químics analítics. L'aplicació sistemàtica del principi del [[producte de solubilitat]] constitueix la base teòrica de tota química analítica qualitativa.

Tots els mètodos de l'anàlisis qualitativa es basen en la formació de composts insolubles mitjançant diversos reactius, agregats successivament a la dissolució, després de separar per filtració el precipitat format en cada cas. Cada precipitat, que conté un grup reduït d'ions, es dissol després, totalment o parcialment en els [[reactiu]]s apropiats; s'agreguen nous reactius per a formar precipitats en un número cada vegada menor d'ions fins a arribar a un únic compost insoluble que caracterisa un particular ió. La formació de composts insolubles i la redissolució de precipitats (per formació d'un compost molecular o iònic, poc ionisat) constituïxen els processos químics analítics. L'aplicació sistemàtica del principi del [[producte de solubilitat]] constituïx la base teòrica de tota química analítica qualitativa.

Com els mètodos de reconeiximent sistemàtic de [[cations]] són relativament més senzills que els d'[[anions]], s'assaja primer la presència de cations i després la d'anions. Tanmateix, la possible presència o absència de molts anions pot ya decidir-se de la de cations existents en la dissolució. Així, per exemple, si en la dissolució hi ha l'ió [[bari (element)|bari]] o l'ió [[plom]], no hi hi ha dubte que no pot estar present l'ió [[sulfat]], l'[[ió (àtom)|ió]] [[carbonat]], ni tots els altres anions que formen sals bàriques o sals de plom insolubles.

Com els mètodos de reconeiximent sistemàtic de [[cations]] són relativament més senzills que els d'[[anions]], s'assaja primer la presència de cations i després la d'anions. Tanmateix, la possible presència o absència de molts anions pot ya decidir-se de la de cations existents en la dissolució. Així, per eixemple, si en la dissolució hi ha l'ió [[bari (element)|bari]] o l'ió [[plom]], no hi hi ha dubte que no pot estar present l'ió [[sulfat]], l'[[ió (àtom)|ió]] [[carbonat]], ni tots els atres anions que formen sals bàriques o sals de plom insolubles.

=== Reconeixement de cations ===

=== Reconeixement de cations ===

El desenroll de la marcha analítica és la següent:

El desenroll de la marcha analítica és la següent:

Grup 1: la dissolució original, que pot contindre tots els cations, alguns d'ells possiblement en forma d'anió (CrO4-, MnO4-, etc.), es tracta en calent en [[àcit clorhídric]] en excés, es deixa refredar i es filtra. El líquit filtrat (líquit I) passa a la investigació del grup 2. El precipitat blanc que ha pogut formar-se pot consistir dels clorurs d'argent, plom i mercuriós, tots o algun d'ells. Una part es tracta en aigua bullent i es filtra en calent. El [[clorur de plom]], relativament soluble, es dissol i en el filtrat pot reconéixer-se este catió mitjançant un yodur o un cromat soluble, que formen yodur o cromat de plom, grocs, molt més insolubles. El residu insoluble en aigua calenta es tracta en [[amoníac]] diluït; si s'ennegrix és que existia en ell [[clorur mercuriós]] i es forma [[mercuri (element)|mercuri]] metàlics finament dividit. El líquit amoniacal, filtrat, podrà contenir l'argent en forma d'ió complex, Ag(NH₃)²⁺, si en acidificar novament amb àcid clorhídric es forma un precipitat blanc coagulós, és que existia efectivament ió argent.

Grup 1: la dissolució original, que pot contindre tots els cations, alguns d'ells possiblement en forma d'anió (CrO4-, MnO4-, etc.), es tracta en calent en [[àcit clorhídric]] en excés, es deixa refredar i es filtra. El líquit filtrat (líquit I) passa a la investigació del grup 2. El precipitat blanc que ha pogut formar-se pot consistir dels clorurs d'argent, plom i mercuriós, tots o algun d'ells. Una part es tracta en aigua bullent i es filtra en calent. El [[clorur de plom]], relativament soluble, es dissol i en el filtrat pot reconéixer-se este catió mitjançant un yodur o un cromat soluble, que formen yodur o cromat de plom, grocs, molt més insolubles. El residu insoluble en aigua calenta es tracta en [[amoníac]] diluït; si s'ennegrix és que existia en ell [[clorur mercuriós]] i es forma [[mercuri (element)|mercuri]] metàlics finament dividit. El líquit amoniacal, filtrat, podrà contindre l'argent en forma d'ió complex, Ag(NH₃)²⁺, si en acidificar novament en àcit clorhídric es forma un precipitat blanc coagulós, és que existia efectivament ió argent.

Grup 2: es calfa el líquit I i es fa passar a través d'ell, durant uns minuts, un corrent de [[sulfur d'hidrogen]]. S'obté un precipitat, generalment negre, dels sulfurs d'[[arsènic]], [[antimoni]], [[Estany (element)|estany]], [[Mercuri (element)|mercúric]], [[plom]] (pel fet que el clorur de plom és relativament soluble), [[coure]], [[cadmi]] i [[bismut]]. Estos sulfurs, que precipiten en mig àcit, en el que la concentració d'ions S-2 procedents del sulfur d'hidrogen és enormement baixa, tenen un [[producte de solubilitat]] molt xicotet. El precipitat se separa per filtració i el filtrat (líquit 2) passa a la investigació del grup 3. El precipitat de sulfurs es tracta amb [[polisulfur amònic]], Sx(NH4)2; els sulfurs d'arsènic, [[antimoni]] i estany, i en molt xicoteta extensió els de mercuri i coure, es dissolen per formar ions complexos i es filtren per a separar les [[tiosal]]s solubles dels sulfurs que romanen insolubles (de mercuri, plom, coure, cadmi i [[bismut]]). La separació de cada un dels metalls en el líquit i en el filtrat, per a la seua particular identificació, escapa de l'abast d'aquesta obra.

Grup 2: es calfa el líquit I i es fa passar a través d'ell, durant uns minuts, un corrent de [[sulfur d'hidrogen]]. S'obté un precipitat, generalment negre, dels sulfurs d'[[arsènic]], [[antimoni]], [[Estany (element)|estany]], [[Mercuri (element)|mercúric]], [[plom]] (pel fet que el clorur de plom és relativament soluble), [[coure]], [[cadmi]] i [[bismut]]. Estos sulfurs, que precipiten en mig àcit, en el que la concentració d'ions S-2 procedents del sulfur d'hidrogen és enormement baixa, tenen un [[producte de solubilitat]] molt chicotet. El precipitat se separa per filtració i el filtrat (líquit 2) passa a la investigació del grup 3. El precipitat de sulfurs es tracta amb [[polisulfur amònic]], Sx(NH4)2; els sulfurs d'arsènic, [[antimoni]] i estany, i en molt chicoteta extensió els de mercuri i coure, es dissolen per formar ions complexos i es filtren per a separar les [[tiosal]]s solubles dels sulfurs que romanen insolubles (de mercuri, plom, coure, cadmi i [[bismut]]). La separació de cada un dels metalls en el líquit i en el filtrat, per a la seua particular identificació, escapa de l'abast d'esta obra.

   

   

Grup 3: el líquit 2 es bull per a eliminar el SH2 dissolt, s'afig un poc d'àcit nítric o de [[peròxit d'hidrogen]] per a oxidar el ferro que pot existir de l'estat ferrós al fèrric, s'agrega clorur amònic i s'afig en calent amoníac diluït; precipiten els hidròxits de [[ferro]] (fèrric), [[alumini]] i [[crom]], que no són solubles en amoníac. La presència del clorur amònic fa tan chicoteta la concentració dels ions OH-, per efecte de l'ió comú, que els hidròxits dels atres metals del grup, encara que relativament insolubles, no poden precipitar. El de ferro és terrós, el d'alumini blanc i el de crom verdós, per la qual cosa el color del precipitat pot servir d'orientació respecte als cations presents, i en separar-lo per [[filtració]], pot investigar-se adequadament per al reconeiximent de cada un dels ions metàlics que poden trobar-se en el mateix. El filtrat obtingut en separar el precipitat dels hidròxits, es bull i s'agrega [[sulfur amònic]] acabat d'obtindre. S'obté un precipitat dels sulfurs de manganès, zinc, cobalt i níquel, que se separa per filtració; el filtrat (líquit 3) passa a la investigació del grup 4. El precipitat, el color del qual permet orientar-se respecte als sulfurs presents (els de cobalt i níquel són negres; el de [[manganés]], rosat; el de zinc, blanc), s'investiga adequadament per al reconeiximent particular de cada un dels cations que poden existir. En tractar-lo en àcit clorhídric diluït es dissolen els sulfurs de manganès i zinc i queden insolubles els de cobalt i níquel, que només es dissolen en [[àcit nítric]] concentrat o millor en [[aigua règia]].

Grup 3: el líquit 2 es bull per a eliminar el SH2 dissolt, s'afig un poc d'àcit nítric o de [[peròxit d'hidrogen]] per a oxidar el ferro que pot existir de l'estat ferrós al fèrric, s'agrega clorur amònic i s'afig en calent amoníac diluït; precipiten els hidròxits de [[ferro]] (fèrric), [[alumini]] i [[crom]], que no són solubles en amoníac. La presència del clorur amònic fa tan chicoteta la concentració dels ions OH-, per efecte de l'ió comú, que els hidròxits dels atres metals del grup, encara que relativament insolubles, no poden precipitar. El de ferro és terrós, el d'alumini blanc i el de crom verdós, per la qual cosa el color del precipitat pot servir d'orientació respecte als cations presents, i en separar-lo per [[filtració]], pot investigar-se adequadament per al reconeiximent de cada un dels ions metàlics que poden trobar-se en el mateix. El filtrat obtingut en separar el precipitat dels hidròxits, es bull i s'agrega [[sulfur amònic]] acabat d'obtindre. S'obté un precipitat dels sulfurs de manganès, zinc, cobalt i níquel, que se separa per filtració; el filtrat (líquit 3) passa a la investigació del grup 4. El precipitat, el color del qual permet orientar-se respecte als sulfurs presents (els de cobalt i níquel són negres; el de [[manganés]], rosat; el de zinc, blanc), s'investiga adequadament per al reconeiximent particular de cada un dels cations que poden existir. En tractar-lo en àcit clorhídric diluït es dissolen els sulfurs de manganès i zinc i queden insolubles els de cobalt i níquel, que només es dissolen en [[àcit nítric]] concentrat o millor en [[aigua règia]].

Grup 4: el líquit 3 conté els [[metalls alcalinoterris]] i els alcalins. S'acidifica amb àcid clorhídric i es bull per a eliminar el SH2; es filtra en el cas que existisca un precipitat de sofre (si el sulfur amònic contenia un poc de [[polisulfur]]) i s'alcalinisa dèbilment en amoníac (pel que es forma [[clorur amònic]]), per a després agregar [[carbonat amònic]]. Es calfa i el precipitat dels carbonats de calci, estronci i bari se separa per filtració; el filtrat (líquid 4) passa a la investigació del grup 5. La presència d'un excés d'ions NH4+ impedeix la precipitació del [[carbonat magnèsic]]. El precipitat obtingut es dissol en àcit nítric i s'evapora a sequedat, per a convertir els carbonats en [[nitrat]]s, que s'investiguen per a reconéixer els cations alcalinoterris realment existents.

Grup 4: el líquit 3 conté els [[metals alcalinotérreus]] i els alcalins. S'acidifica amb àcid clorhídric i es bull per a eliminar el SH2; es filtra en el cas que existixca un precipitat de sofre (si el sulfur amònic contenia un poc de [[polisulfur]]) i s'alcalinisa dèbilment en amoníac (pel que es forma [[clorur amònic]]), per a després agregar [[carbonat amònic]]. Es calfa i el precipitat dels carbonats de calci, estronci i bari se separa per filtració; el filtrat (líquid 4) passa a la investigació del grup 5. La presència d'un excés d'ions NH4+ impedix la precipitació del [[carbonat magnèsic]]. El precipitat obtingut es dissol en àcit nítric i s'evapora a sequetat, per a convertir els carbonats en [[nitrat]]s, que s'investiguen per a reconéixer els cations alcalinotérreus realment existents.

Grup 5: comprèn el magnesi i els [[metals alcalins]], normalment [[sodi]] i [[potassi]], junt amb sals amòniques procedents dels reactius afegits. Per açò, la possible presència d'estes en la dissolució original s'investiga prèviament, per a la qual cosa s'alcalinisa en un lleuger excés de [[sosa càustica]] i es calfa; l'existència de sals amòniques es reconeix per l'olor penetrant de l'amoníac. El magnesi s'investiga agregant [[fosfat disòdic]], PO4HNa, al líquit 4; si hi ha present [[magnesi]] es forma un precipitat blanc cristalí de [[fosfat amònic magnèsic]], PO4NH4Mg. Els metals alcalins s'investiguen correntment a la flama.

Grup 5: comprèn el magnesi i els [[metals alcalins]], normalment [[sodi]] i [[potassi]], junt en sals amòniques procedents dels reactius afegits. Per açò, la possible presència d'estes en la dissolució original s'investiga prèviament, per a la qual cosa s'alcalinisa en un lleuger excés de [[sosa càustica]] i es calfa; l'existència de sals amòniques es reconeix per l'olor penetrant de l'amoníac. El magnesi s'investiga agregant [[fosfat disòdic]], PO4HNa, al líquit 4; si hi ha present [[magnesi]] es forma un precipitat blanc cristalí de [[fosfat amònic magnèsic]], PO4NH4Mg. Els metals alcalins s'investiguen correntment a la flama.

=== Reconeixement d'anions ===

=== Reconeixement d'anions ===

La investigació sistemàtica d'anions és més complexa que la de cations i és més difícil donar un esquema precís d'una marcha analítica d'anions, fins i tot referida als anions més corrents. Molts anions s'han posat de manifest en la investigació de cations, com ara els anions dels àcids insolubles (sílic, etc.), que precipiten en acidular la dissolució, i els anions que contenen metals, que es transformen en compostos metàl·lics insolubles ([[arsenit]]s, [[arsenat]]s, [[cromat]]s, [[permanganat]]s, etc) en les distintes fases de la marxa analítica. Altres anions s'assagen prèviament, com l'ió carbonat, +0020 que la dissolució a investigar es prepara de manera que continga únicament les sals alcalines dels anions, la qual cosa se conseguix per tractament en carbonat amònic o sòdic. La separació dels anions en 3 grups es basa en la insolubilitat de les sals bàriques, en la insolubilitat de les sals d'argent, i en la solubilitat de les sals de bari i argent:

La investigació sistemàtica d'anions és més complexa que la de cations i és més difícil donar un esquema precís d'una marcha analítica d'anions, fins i tot referida als anions més corrents. Molts anions s'han posat de manifest en la investigació de cations, com ara els anions dels àcits insolubles (sílic, etc.), que precipiten en acidular la dissolució, i els anions que contenen metals, que es transformen en compostos metàl·lics insolubles ([[arsenit]]s, [[arsenat]]s, [[cromat]]s, [[permanganat]]s, etc) en les distintes fases de la marxa analítica. Altres anions s'assagen prèviament, com l'ió carbonat, +0020 que la dissolució a investigar es prepara de manera que continga únicament les sals alcalines dels anions, la qual cosa se conseguix per tractament en carbonat amònic o sòdic. La separació dels anions en 3 grups es basa en la insolubilitat de les sals bàriques, en la insolubilitat de les sals d'argent, i en la solubilitat de les sals de bari i argent:

* '''Grup 1''': anions les sals de bari de la qual precipiten al mig neutre.

* '''Grup 1''': anions les sals de bari de la qual precipiten al mig neutre.

=== Mètodos gravimètrics d'anàlisi quantitativa ===

=== Mètodos gravimètrics d'anàlisi quantitativa ===

Perqué una reacció de precipitació puga utilitzar-se com a base d'un mètode gravimètric d'anàlisi és necessari que complixca diverses condicions:

Perqué una reacció de precipitació puga utilisar-se com a base d'un mètodo gravimètric d'anàlisis és necessari que complixca diverses condicions:

1.- Que la precipitació siga completa i única, açò és, que l'ió que s'analitza quantitativament passe íntegra i exclusivament al compost insoluble format, per a la qual cosa el producte de solubilitat d'aquest ha de ser el més xicotet possible. Es comprèn que la dissolució no pot contindre atres ions que puguen precipitar també amb el reactiu agregat i, per això, estes ions han d'eliminar-se prèviament del producte que s'analisa, el qual es designa correntment com a producte problema.

1.- Que la precipitació siga completa i única, açò és, que l'ió que s'analisa quantitativament passe íntegra i exclusivament al compost insoluble format, per a la qual cosa el producte de solubilitat d'este ha de ser el més chicotet possible. Es comprén que la dissolució no pot contindre atres ions que puguen precipitar també en el reactiu agregat i, per això, estes ions han d'eliminar-se prèviament del producte que s'analisa, el qual es designa correntment com a producte problema.

2.- Que el compost insoluble se separe fàcilment per filtració del líquit en qué s'ha format. Per a això, ha de precipitar-se en forma cristal·lina, en general, en calent, de manera que les partícules microcristalines formades no passen a través dels porus del paper de filtre o dels embuts de placa filtrant empleats en este objecte.

2.- Que el compost insoluble se separe fàcilment per filtració del líquit en qué s'ha format. Per a això, ha de precipitar-se en forma cristalina, en general, en calent, de manera que les partícules microcristalines formades no passen a través dels poros del paper de filtre o dels embuts de placa filtrant empleats en este objecte.

3.- Que el compost precipitat siga una substància definida, perqué la proporció de l'element o ió investigat contingut en el mateix, siga constant; que puga llavar-se, per a eliminar el líquit que el mulla contenint sals, sense que es descomponga i sense pèrdua sensible i apreciable del mateix per dissolució a l'aigua de llavat; i que puga eixugar-se, sense que es modifique, per a poder-lo pesar en estat pur. Si el compost insoluble no té una composició molt definida, el precipitat separat, llavat i sec, es calcina per a transformar-lo en una vertadera substància (com un [[òxid]]), que finalment es pesa. Les balances utilisades als laboratoris químics pesen en una precisió de dècimes de miligram.

3.- Que el compost precipitat siga una substància definida, perqué la proporció de l'element o ió investigat contingut en el mateix, siga constant; que puga llavar-se, per a eliminar el líquit que el mulla contenint sals, sense que es descomponga i sense pèrdua sensible i apreciable del mateix per dissolució a l'aigua de llavat; i que puga eixugar-se, sense que es modifique, per a poder-lo pesar en estat pur. Si el compost insoluble no té una composició molt definida, el precipitat separat, llavat i sec, es calcina per a transformar-lo en una vertadera substància (com un [[òxit]]), que finalment es pesa. Les balances utilisades als laboratoris químics pesen en una precisió de dècimes de miligram.

=== Mètodes volumètrics d'anàlisi quantitativa ===

=== Mètodes volumètrics d'anàlisi quantitativa ===