# Analisi chimica qualitativa/Teoria della separazione

Analisi chimica qualitativa
Copertina Tutti i moduli · Sviluppo
* Analisi di materiali inorganici
* Dissoluzione di campioni solidi inorganiciAnalisi_chimica_qualitativa/Dissoluzione di campioni solidi inorganici
* Disgregazione di componenti insolubili mediante fusioneAnalisi_chimica_qualitativa/Disgregazione di componenti insolubili mediante fusione

## Presupposti teorici

* SeparazioneAnalisi_chimica_qualitativa/Teoria_della_separazione
* Precipitazione idrossidi e solfuriAnalisi chimica qualitativa/Precipitazione idrossidi e solfuri
* InterferenzeAnalisi chimica qualitativa/Interferenze
* SensibilitàAnalisi chimica qualitativa/Sensibilità
* Analisi diretta per via secca
** Emissioni alla fiammaAnalisi_chimica_qualitativa/Analisi_Emissiva
** Analisi delle perle
** Tubicino
** Fusione su coccio di ceramica
* Analisi per via umida
** Trattamenti preliminari
** Ricerca interferenti
** Ricerca sistematica dei cationi
*** Tabella dei precipitatiAnalisi chimica qualitativa/Tabella dei precipitati
*** 1° gruppo analiticoAnalisi_chimica_qualitativa/1° gruppo
*** 2° gruppo analiticoAnalisi_chimica_qualitativa/2° gruppo
*** 3° gruppo analiticoAnalisi_chimica_qualitativa/3° gruppo
*** 4° gruppo analiticoAnalisi_chimica_qualitativa/4° gruppo
*** 5° gruppo analiticoAnalisi_chimica_qualitativa/5° gruppo
*** 6° gruppo analiticoAnalisi_chimica_qualitativa/6° gruppo
* Analisi degli anioni
** Per via seccaAnalisi_chimica_qualitativa/Via secca anioni
** Per via umida
* Tecniche attuali
** Cromatografia
*** su carta, strato sottile, colonna
*** liquido-liquido
*** ionica
** Elettroforesi
** Estrazioni liquido-liquido
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Separazione dei componenti del campione da determinare (analiti) presenti in una soluzione
Sulla soluzione si può operare:
* Frazionamento mediante precipitazione
* Frazionamento mediante estrazione cromatografica, elettroforesi,ecc.

## Separazioni efficaci (quantitative) mediante precipitazione

Applicazioni: separazione sistematica dei cationi inorganici
Nell’analisi qualitativa inorganica, la sequenza degli stadi è 2, 3, 4

## Reazione di precipitazione “ideale”

* Precipita completamente il componente desiderato (e soltanto quello)
* Non si formano precipitati e/o sospensioni colloidali

## Criteri quantitativi di scelta

Affinché una reazione di precipitazione sia efficace dal punto di vista della separazione è necessario ottenere:
* il completo recupero del componente desiderato
* un grado di separazione adeguato tra il componente che si separa e gli altri costituenti del campione

### Resa o fattore di recupero

Se (Q$_M$)$_i$ = quantità del componente M inizialmente presente nel sistema prima della separazione e (Q$_M$)$_f$ = quantità dello stesso componente che si recupera dopo la separazione (nella fase precipitato)
    $R_{M}={\frac {(Q_{M})_{f}}{(Q_{M})_{i}}}\qquad 0\leq R_{M}\leq 1$

### Resa percentuale

    $(\%R_{M})=100xR_{M}$
Nella separazione “ideale”: R$_M$ = 1
Nella pratica si considera efficace un processo separativo in grado di dare le seguenti rese:
* $R_{M}\geq 0,999$ se M è un costituente MAGGIORE (1-100%)
* $R_{M}\geq 0,99$ se M è un costituente MINORE (0,01-1%)
* $R_{M}\geq 0,95$ se M è presente in TRACCE (10$^{-4}$ – 10$^{-3}$ %)

### Fattore di separazione

Se M è il componente da separare ed N è un componente indesiderato, dati (Q$_M$)$_i$, (Q$_M$)$_f$, (Q$_N$)$_i$, (Q$_N$)$_f$, il fattore di separazione S$_{N/M}$ si definisce come segue:
    ${\frac {(Q_{N})_{f}}{(Q_{M})_{i}}}=S_{N/M}{\frac {(Q_{N})_{i}}{(Q_{M})_{i}}}$
    $S_{N/M}={\frac {(Q_{N})_{f}}{(Q_{N})_{i}}}{\frac {(Q_{M})_{i}}{(Q_{M})_{f}}}$
    $S_{N/M}\cong R_{N}$
nelle separazioni quantitative di M (cioè quando $R_{M}\to 1$). In una separazione “ideale” (senza contaminazione) S$_{N/M}$ = 0
Il grado di separazione o fattore di separazione è variabile in funzione del rapporto iniziale (Q$_M$)$_i$/(Q$_N$)$_i$, delle condizioni operative e del tipo di tecnica separativa impiegata. Ad esempio, se si opera mediante precipitazione, l’efficacia della separazione dipende dal tipo di precipitazione, dal pH, dalla T, dalla presenza di agenti complessanti, ecc.
Il valore S$_{N/M}$ è una misura della maggiore o minore difficoltà sperimentale nella separazione; infatti, valori molto bassi di S$_{N/M}$ sono accessibili a patto di operare in condizioni molto controllate. Così è in generale necessario arrivare a valori di S$_{N/M}$ molto bassi se N è predominate nel campione, mentre è ammissibile una separazione meno efficace (S$_{N/M}$ più alti) se il componente da separare è predominante. Se si assume che nella reazione analitica di identificazione di M, N fornisca un segnale della stessa entità, la tabella seguente riporta le condizioni operative richieste (in particolare il valore di S$_{N/M}$) per un lavoro sufficientemente accurato, in funzione della concentrazione di partenza del campione.
| (Q$_N$)$_i$ : (Q$_M$)$_i$ | (Q$_N$)$_f$ : (Q$_M$)$_f$ | S$_{N/M}$ | % Errore su M | Errore su M |
| 99 : 1 | 0,02 | 2 x 10$^{-4}$ | 2 | 0,02 |
| 90 : 10 | 0,01 | 1 x 10$^{-3}$ | 1 | 0,1 |
| 50 : 50 | 0,002 | 2 x 10$^{-3}$ | 0,2 | 0,1 |
| 10 : 90 | 0,001 | 1 x 10$^{-2}$ | 0,1 | 0,1 |
| 1 : 99 | 0,001 | 1 x 10$^{-1}$ | 0,1 | 0,1 |
% Errore su M e Errore assoluto su M sono definiti praticamente e non dovrebbero superarsi in un lavoro accurato.
È accettabile la presenza dell’ “impurezza” N a livello di qualche unità percentuale se essa è preponderante nel campione. In tali condizioni è necessario operare in modo molto restrittivo (S$_{N/M}$ molto basso). Se, invece, il componente da separare è predominante, è ammissibile un valore più alto di S$_{N/M}$, perché in questo caso l’errore dovuto all’impurezza N è comunque inferiore, dato il suo basso contenuto.

### REAZIONI ANALITICHE
#### FORMAZIONE DI UN PRECIPITATO

Ag$^+$ + Cl$^-$ <-> AgCl (s) bianco gel
2 Ag$^+$ + CrO$_4$$^{2-}$ <-> Ag$_2$CrO$_4$ (s) rosso mattone

#### FORMAZIONE DI UN COMPLESSO COLORATO

Fe$^{3+}$ + SCN$^-$ <-> Fe(SCN)$^{2+}$ rosso

#### EVOLUZIONE DI UN GAS

S$^{2-}$ + 2 H$^+$ <-> H$_2$S (g)
CO$_3$$^{2-}$ + 2 H$^+$ <-> CO$_2$ (g) + H$_2$O
NH$_4$$^+$ + OH$^-$ <-> NH$_3$ (g) + H$_2$O

#### REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE

2 MnO$_4$$^-$ + 5 C$_2$O$_4$$^{2-}$ + 16 H$^+$ <-> 2 Mn$^{2+}$ + 10 CO$_2$ + 8 H$_2$O
Cr$_2$O$_7$$^{2-}$ + 6 I$^-$ + 14 H$^+$ <-> 2 Cr$^{3+}$ + 3 I$_2$ + 7 H$_2$O