I carbonati sono sali derivanti dall'acido carbonico. Il carbonato è un anione di formula CO32-. La loro ricerca è estremamente semplice, ed è basata sulle caratteristiche acido - base dello ione carbonato.
Si ricordi che l'acido carbonico è un acido debole che deriva dall' idratazione dell'anidride carbonica.
CO2 + H2O H2CO3
In realtà quest'equilibrio è molto spostato verso sinistra, e non è mai stato isolato l'acido carbonico in quanto tale, anche se esistono e sono stabili i suoi sali, i carbonati.
I carbonati sono delle basi di forza intermedia (Kb = 2,27 * 10-4) .
Saggio di riconoscimento dei carbonati
La ricerca viene effettuata a partire dalla sostanza solida iniziale. Si preleva parte della sostanza e si mette in una provetta. Alla sostanza solida si aggiunge acido solforico diluto (H2SO4) e si scalda, facendo gorgogliare i gas sviluppati in una seconda provetta contenente acqua di barite (soluzione acquosa satura di idrossido di bario Ba(OH)2). Se presenti carbonati, nella seconda provetta precipita carbonato di bario (BaCO3), bianco microcristallino.
Cerchiamo di capire come funziona il saggio:
L'acido solforico è un' acido molto forte che serve a spostare lo ione carbonato ad acido carbonico e quindi anidride carbonica.
CO32- + 2H3O+ H2CO3
CO2 + H2O
E' l'anidride carbonica il vero e proprio reattivo del saggio. Tramite un tubo di vetro a doppia squadra questa viene convogliata nella seconda provetta, dove c'è una soluzione di idrossido di bario. L'anidride carbonica torna in soluzione e salifica con il bario per dare il carbonato di bario, un sale poco solubile (Kps = 1,17 * 10-9).
Il carbonato di bario è solubile in acido acetico, sufficientemente forte da spostare il carbonato. Per mantenere costante il Kps il sale si risolubilizza.
Ioni interferenti
Il principale ione interferente nel saggio di riconoscimento dei carbonati è lo ione solfito, SO32-. Se presente nella sostanza iniziale che andiamo ad acidificare con acido solforico diluito, questo viene spostato ad acido solforoso, che ha un equilibrio praticamente a quello dell'acido carbonico, ovvero esiste sostanzialmente come anidride solforosa, SO2 ed acqua:
H2SO3 SO2 + H2O
L'anidride solforosa gorgoglia nella seconda provetta, contenente acqua di barite, e si forma un precipitato bianco di solfito di bario.
Per distinguere i due precipitati bianchi si verifica la solubilità in acido acetico. Il solfito è insolubile in acido acetico perchè quest'ultimo non è abbastanza forte per spostare lo ione solfito (l'acido solforoso è significativamente più forte dell'acido acetico).
Apparato sperimentale
