Ricerca di Cr e Mn (saggi speciali)

Cromo e manganese possono essere identificati a partire dalla sostanza incognita iniziale utilizzando una miscela fondente-ossidante. L'elemento fondente è il carbonato di sodio, Na2CO3 , mentre l'elemento ossidante è in nitrato di potassio KNO3 (la funzione ossidante è effettivamente espletata dallo ione nitrato).

Il saggio è davvero molto sensibile. I composti del Cromo, portati a fusione con carbonato di sodio e nitrato di potassio, danno colorazione gialla per la presenza dello ione cromato. I composti del manganese invece, portati a fusione con carbonato di sodio e nitrato di potassio danno colorazione verde per formazione dello ione manganato.

Ecco le reazioni che intervengono in questo utilissimo saggio (usiamo come esempio MnSO4).

MnSO4 + Na2CO3 MnCO3 + 2NaSO4                                           reazione di doppio scambio

MnCO3 → MnO + CO2↑                                                                       decomposizione termica del carbonato

MnO + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + 2KNO2 + CO2                        ossidazione dell'ossido di manganese

Analoghe reazioni si hanno per il cromo (es: Cr2O3+ 3KNO3+ 2Na2CO3→ 2Na2CrO4+ 3KNO2+ 2CO2)

Entrambe le colorazioni (cromato e manganato) sono inconfondibili. La massa di manganato è di un verde intenso, molto bello, tendente al verde-azzuro una volta raffreddata, mentre la massa di cromato è di una colorazione gialla inconfondibile.

Esecuzione del saggio

Vediamo come si procede dal punto di vista pratico. La miscela fondente-ossidante è formata da carbonato di sodio e nitrato di potassio solidi nel rapporto di 3:1. La sostanza iniziale prelevata deve essere mescolata con 3 parti della miscela fondente-ossidante. A questo punto si porta la miscela così ottenuta in capsula o in coccio e si riscalda gradualmente fino a sua fusione completa.

La reazione termina quando cessa lo sviluppo di CO2(vedi reazioni sopra). Si lascia raffreddare la massa fusa e si osserva la colorazione ottenuta.

Se la miscela non fondesse si aggiunge un altro po di Na2CO3, mentre se la massa si presentasse scura per la presenza di ossidi metallici si aggiunge un eccesso di KNO3.

Il problema principale si manifesta quando nella miscela sono contemporaneamente presenti sia cromo che manganese. In questi casi per mera ragione colorimetrica, la colorazione verde del manganato copre quella gialla del cromato.

In questo caso si può procedere nel seguente modo. Una volta che la massa si è raffreddata si riprende con acqua e si trasferisce in un becker. Si aggiungono poi alcune gocce di soda scaldando leggermente per solubilizzare la massa. Una volta ottenuta una soluzione limpida (dovrebbe avere la colorazione verde impartita dallo ione manganato) separando l'eventuale residuo insolubile, si aggiunge a questa alcol etilico. Avviene una redox tra alcol etilico e ione manganato. L'alcol viene ossidato ad aldeide, mentre il manganato viene ridotto a Mn(IV), che precipita dando composti bruni insolubili.

E' così possibile osservare la colorazione giallina della soluzione contenente cromato (CrO4-).

Come ulteriore conferma si può neutralizzare la soluzione con acido acetico (CH3COOH) e aggiungere qualche goccia di AgNO3. La neutralizzazione serve ad evitare la precipitazione di ossido di argento (Ag2O) .Precipita Ag2CrO4 rosso.

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