Per la ricerca degli anioni useremo un approccio diverso rispetto a quanto visto per i cationi. Anzichè procedere con un trattamento sistematico, si sfrutterà la possibilità di riconoscere una specie anionica anche in presenza delle altre, utilizzando saggi specifici.
Questo tipo di approccio, richiede però che preventivamente si elimini per precipitazione il maggior numero possibile di specie cationiche.
La logica di questo metodo può essere riassunta così: si vuole il numero massimo di anioni in soluzione, mentre i cationi che potrebbero interferire con i saggi specifici per la ricerca degli anioni devono essere precipitati.
Come portare gli anioni in soluzione → preparazione della soluzione alcalina
A questo fine, dobbiamo scegliere se attaccare la nostra miscela incognita con acqua, con un acido o con una base.
- L'attacco con acqua è il primo a venire scartato, perchè risolubilizzerebbe soltanto i sali di metalli alcalini e di ammonio.
- L'attacco acido sarebbe già più efficace, ma ha alcuni effetti collaterali. Farebbe decomporre alcuni sali:
Es: Na2SO3 (solfito di sodio).
2Na+ + SO32- + 2H+ 2Na+ + SO2↑ + H2O
Indurrebbe alcune reazioni redox:
Es: Na2S2O3 (tiosolfato di sodio).
2Na+ + S2O32- + 2H+ 2Na+ + S° + SO2↑ + H2O
Inoltre, nel caso in cui avessimo in soluzione lo ione nitrato, questo, in ambiente acido, potrebbe agire come ossidante nei confronti di tante altre specie.
Non sapremmo neanche quale acido usare. L'acido nitrico e solforico sono sicuramente da scartare perchè la loro forza acida ed il potere ossidante potrebbero indurre la decomposizione di diverse specie anioniche, organiche ed inorganiche.
L'acido cloridrico è ugualmente da scartare, perchè soltanto pochi cationi danno sali insolubili con lo ione cloruro e questo vuol dire che in soluzione rimarrebbero diversi cationi ad intralciare l'analisi.
L'acido acetico è assolutamente da scartare, perchè tutti gli acetati sono solubili in acqua (o in questo caso in acido).
- Non resta che scegliere l'attacco alcalino.
Tenendo sempre a mente che voglia precipitare i cationi e portare gli anioni in soluzione, ci si apre la possibilità di scegliere tre strade diverse.
Soluzione di NaOH o NH4OH o Na2CO3 . Esaminiamo i pro e i contro di ognuna di queste tre scelte.
-NaOH
Ci si propone di far precipitare i cationi interferenti come idrossidi. Però gli idrossidi dei metalli alcalino-terrosi (apparte il magnesio) sono solubili (Ca, Ba, Sr). Inoltre, diversi cationi sono in grado di dare idrosso-complessi solubili. Tra questi ci sono Pb2+ → Pb(OH)42- , Zn2+ → Zn(OH)42- , Sn2+ → Sn(OH)42- , Cr3+ → Cr(OH)4- , Al3+ → Al(OH)4-.
Torniamo a dire che avere tutti questi cationi in soluzione interferirebbe severamente con le analisi.
Si da per scontato che i metalli alcalini formino sali solubili praticamente con tutti gli anioni salvo rare eccezioni.
-NH4OH
Anche in questo caso l'obiettivo sarebbe quello di precipitare i cationi come idrossidi. Il potere precipitante dell'ammoniaca è però ridotto rispetto a quello della soda, visto che la sua forza basica è minore (ad esempio, faremmo fatica a precipitare quantitativamente l'idrossido di magnesio). Inoltre, l'ammoniaca ha la tendenza a formare ammino complessi solubili con diversi cationi. Tra questi Ag+, Co2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+,Cd2+. Ovviamente, permane il problema degli idrossidi solubili, ovvero quelli dei metalli alcalino terrosi.
-Na2CO3
Il carbonato di sodio ha una doppia azione precipitante. Libera lo ione carbonato, CO32- , che è in grado di dare sali più o meno insolubili con tutti i cationi (eccetto cationi di metalli alcalini e ione ammonio), quindi anche con gli alcalino terrosi. Manda inoltre in soluzione lo ione OH- come prodotto di idrolisi.
Lo ione carbonato deriva dalla doppia dissociazione dell'acido carbonico, ed ha una discreta forza basica (Kb = 2,27 · 10-4 → maggiore della Kb dell'ammoniaca)
CO32- + H2O HCO3- + OH-
*(Una soluzione di carbonato di sodio è a pH basico, da qui il nome di soluzione alcalina)
Il carbonato di sodio coniuga quindi un miglior potere precipitante dell'ammoniaca nei confronti degli idrossidi, non ha il problema degli ammino complessi nè quello degli idrosso complessi. I cationi che sono presenti nella miscela incognita precipiteranno quindi come carbonati o idrossidi, a seconda di quale sia il composto meno solubile e della concentrazione rispettivamente di CO32- e OH-.
I cationi degli alcalino terrosi vengono precipitati come carbonati insolubili.
