Ricerca dei nitrati (soluzione alcalina)

I nitrati sono i sali derivanti dall’ acido nitrico, un acido inorganico forte di formula HNO3.

nitrato 3Dione nitrato

In questa sede vedremo come si ricercano i nitrati a partire dalla soluzione alcalina.

Ricerca dello ione nitrato in assenza di bromuri,ioduri e nitriti

Gli ioni bromuro, ioduro e nitrito danno interferenza nella ricerca per via umida dei nitrati e pertanto se sono presenti bisognerà operare in altro modo (vedi dopo).

Esecuzione pratica del saggio dell' anello bruno

Innanzitutto si preleva un' aliquota della soluzione alcalina. La soluzione alcalina deve essere acidificata per eliminare lo ione carbonato, possibile interferente nei saggi successivi. Si acidifica con acido solforico diluito, che è più che sufficiente a spostare il carbonato e non interferisce inoltre con il saggio che ci apprestiamo ad eseguire.

Una volta eliminato quantitativamente lo ione carbonato, si procede all'esecuzione del saggio di riconoscimento vero e proprio.

Alla soluzione ottenuta vengono aggiunti pochi mL di una soluzione satura di solfato ferroso, FeSO4. A questo punto si aggiunge acido solforico concentrato (H2SO4) facendolo scorrere delicatamente sulle pareti della provetta. L'acido concentrato è più denso della nostra soluzione e per questo motivo a deporsi sul fondo, andando a formare una sorta di sistema bifase. All'interfaccia tra l'acido solforico concentrato e il resto della soluzione si verrà a formare, se sono presenti i nitrati, un anello bruno molto labile a caldo (per questa ragione sarebbe opportuno raffreddare la provetta).

La colorazione bruna è dovuta alla formazione del complesso nitrosilsolfato ferroso:

 

saggio anello bruno

Come si vede dalla reazione e dalla sua stechiometria,  la reazione può essere spostata verso destra creando un ambiente particolarmente acido (4H+). Questa condizione si realizza in modo specifico a livello dell'interfaccia tra le due "parti" della soluzione, dove si forma effettivamente il complesso.

Saggio dell'anello bruno

 

Purtroppo lo stesso composto di addizione si forma se sono presenti i nitriti, anzi, la stechiometria della reazione di solito consente la formazione del composto di addizione anche senza l'aggiunta di acido solforico concentrato.

Fe2+ + 2H3O+ + NO2- → Fe3+ + NO + 3H2O

FeSO4 + NO → [Fe(NO)]SO4

nitriti nitrosilsolfato       Questa è un possibile aspetto della soluzione all'aggiunta di  solfato ferroso (NO acido solforico concentrato).

Abbiamo visto il motivo per cui lo ione nitrito interferisce nei saggi per il riconoscimento dei nitrati.

L'interferenza di bromuri e ioduri (Br- e I-) è data dall'utilizzo di acido solforico concentrato, che infatti li riduce a Bromo e Iodio elementare rispettivamente (Br2 e I2). Entrambe queste ossidazioni portano a prodotti scuri (in particolare il bromo, marroncino), che interferiscono seriamente con l'osservazione del nitrosilsolfato.

Saggio in presenza di bromuri e ioduri

Per ricercare i nitrati se abbiamo trovato bromuri e ioduri in analisi precedenti, dobbiamo far si che questi non interferiscano. Conosciamo già reazioni di precipitazione degli alogenuri, quelle con lo ione Ag+(tra l'altro è solo con Ag+ che gli alogenuri danno sali poco solubili (vedi ricerca di cloruri, bromuri, ioduri).

Dal punto di vista pratico non si fa altro che precipitare quantitativamente questi ioni come sali di argento. Si elimina il sovranatante dal precipitato e sul sovranatante si esegue il saggio dell'anello bruno.

alogenuri

Saggio in presenza di nitriti

Per ricercare i nitrati in presenza di nitriti questi devono essere eliminati preventivamente. L'aliquota della soluzione alcalina prelevata viene acidificata con acido acetico CH3COOH, per allontanare i carbonati come anidride carbonica. Successivamente si aggiunge un cristallo di urea e si acidifica con acido solforico diluito, H2SO4, per poi scaldare a bagnomaria. (l'acido solforico diluito serve per spostare i nitriti ad acido nitroso, che successivamente reagisce con l'urea).

urea

Una volta allontanati i gas dall'ambiente di reazione si procede alla ricerca dei nitrati come indicato precedentemente.

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