PRINCIPES GÉNÉRAUX DE L’ANALYSE QUALITATIVE
Les caractères physiques donnent souvent des renseignements utiles pour reconnaître les corps.
C’est ainsi que la couleur d’un sel peut indiquer la nature de la base qu’il contient : en effet, les sels de -cuivre sont verts ou bleus, les sels de cobalt sont en général rouges ou roses, les sels de peroxyde de fer sont jaunes, les sels de nickel sont verts, etc.
La forme cristalline est un caractère important dans l’analyse qualitative : ainsi, la cristallisation du chlorure de strontium en longues aiguilles prismatiques suffit pour distinguer ce corps du chlorure de baryum qui cristallise toujours en larges tables.
La saveur peut être aussi un caractère utile : tous les sels de plomb sont .sucrés, ceux de magnésie sont presque tous amers; mais ce caractère ne doit être consulté qu’avec prudence, car la plupart des sels métalliques sont vénéneux.
L’odeur est un caractère souvent utile à consulter ; elle permet de reconnaître immédiatement le chlore, l’ammoniaque, le cyanogène, le camphre, l’éther, l’alcool, etc.
5 U/l NOTIONS DE CHIMIE ANALYTIQUE.
Après avoir examiné les propriétés physiques du corps que l’on se propose de reconnaître, on le soumet à l’action de la chaleur en le chauffant, dans une capsule, sur une lame de platine, ou dans un tube de verre.
Les modifications que les corps éprouvent par la chaleur doivent êtr e notées avec soin. Il faut surtout examiner :
1° Si le corps n’éprouve aucun changement ;
2° S’il décrépite, s’il entre en fusion en dégageant de l’eau ou des gaz;
3° S’il se volatilise en entier ou en partie ;
U° S’il se décompose en donnant des gaz, des goudrons et un résidu de charbon.
La nature des produits volatils qui se forment et les propriétés du résidu donnent souvent des indications utiles sur la nature du corps que l’on examine.
Si, par exemple, le corps soumis à l’action de la chaleur dégage de l’oxygène et des vapeurs rutilantes en laissant un résidu d’oxyde de plomb, c’est que ce corps est de l’azotate de plomb ; si en chauffant un autre corps dans un tube de verre, on produit des goudrons et un résidu charbonneux qui disparaît complètement quand on le porte au rouge sur une lame de platine, c’est que le corps est de nature organique; si par l’action de la chaleur il se forme des substances goudronneuses et un résidu qui contient à la fois du charbon et du carbonate de potasse , c’est que le corps examiné est un sel organique à base de potasse, etc.
L’action que l’eau exerce sur les corps est aussi un caractère utile dans l’analyse qualitative : ainsi un sel insoluble dans l’eau ne peut être un azotate, parce que tous les azotates sont solubles; un carbonate soluble dans l’eau doit être nécessairement un carbonate alcalin, car tous les autres carbonates sont insolubles.
Il peut arriver aussi que la décomposition de certains sels par l’eau devienne une propriété caractéristique: c’est ainsi que la décomposition des sels d’étain, de bismuth, d’antimoine, au contact de l’eau, établit dans l’étude des sels une distinction importante.
L’action de l’alcool, de l’esprit de bois et de l’éther sur les différents corps est importante à consulter, surtout lorsqu’il s’agit de caractériser des substances organiques.
Après avoir mis la substance à reconnaître en contact avec l’eau, on sait réagir sur elle les acides étendus ou concentrés. Les acides qûe l’on emploie de préférence sont :
1° L’acide sulfurique , qui décompose les carbonates avec effervescence, déplace les acides azotique, chlorhydrique, acétique de leurs sels, et dissout certains métaux, à froid ou à chaud, en dégageant de l’hydrogène ou de l’acide sulfureux ;
2° L’acide chlorhydrique, qui est surtout employé pour dissoudre les oxydes métalliques ;
3° L’acide azotique, qui attaque la plupart des métaux en dégageant des vapeurs rutilantes ;
h° L’eau régale, qui dissout tous les métaux que les acides précédents ne peuvent attaquer.
Dans l’analyse qualitative, les acides sont employés non seulement pour dissoudre les corps, mais encore pour les caractériser.
Ainsi l’acide azotique transforme letain en acide métastannique ; l’acide sulfurique forme dans les sels de plomb un précipité de sulfate de plomb insoluble ; l’acide chlorhydrique précipite les sels d’argent en blanc, etc.
Quant aux dissolutions alcalines, on les emploie principalement pour reconnaître les sels ammoniacaux dont elles dégagent l’ammoniaque à l’aide de la chaleur, ou bien pour précipiter les bases de leurs dissolutions.
Les essais d’analyse qualitative doivent être faits, en général, sur des substances préalablement dissoutes.
Les liquides que l’on emploie pour dissoudre les corps sont ceux que nous avons déjà nommés, c’est-à-dire l’eau pure ou acidulée, les acides azotique, chlorhydrique, l’eau régale.
Si l’eau ou les acides n’exercent aucune action sur la substance que l’on examine, on attaque cette substance par des alcalis libres ou carbonatés, en la calcinant avec deux ou trois fois son poids de potasse au creuset d’argent, ou avec du carbonate de potasse au creuset de platine ; la masse, reprise alors par un acide, se dissout facilement.
On peut aussi avoir recours, pour agir sur les sels insolubles, à l’ébullition prolongée avec des dissolutions de carbonates alcalins qui forment avec la base du sel un carbonate insoluble qui est attaquable par l’acide azotique, et avec l’acide, un sel alcalin qui est soluble dans l’eau.
Nous dirons maintenant comment on reconnaît à quel groupe de corps appartient la substance que l’on examine.
1° Les métalloïdes, étant peu nombreux, se reconnaissent avec la plus grande facilité; on trouve en général dans leurs caractères physiques, ou dans leur action sur l’oxygène, des propriétés assez nettes pour les caractériser.
L’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le chlore, se distinguent facilement des autres gaz.
Le brome, l’iode, l’arsenic, le phosphore, le soufre, le sélénium, etc., se reconnaissent à leurs propriétés physiques ou à leur action sur l’oxygène.
2° Un métal se reconnaît à son éclat, à son insolubilité dans l’eau, à l’action des acides sulfurique et chlorhydrique qui le dissolvent souvent en dégageant de l’hydrogène, à l’action de l’acide azotique qui l’attaque
en dégageant des vapeurs rutilantes. Les réactifs mis en contact avec la dissolution du métal dans un acide complètent cette série d’épreuves.
3° Un alliage présente les mêmes caractères qne les métaux; seulement en le dissolvant dans les acides ou dans l’eau régale, on constate dans la dissolution la présence de deux ou d’un plus grand nombre de métaux.
h° Un acide est caractérisé par sa réaction sur le tournesol et par la propriété qu’il possède de former des sels en s’unissant aux bases.
5° Les bases alcalines se reconnaissent à leur action sur la couleur bleue de la violette et sur le tournesol rougi par les acides, à la propriété qu’elles possèdent de former des sels en se combinant avec les acides.
6° Les oxydes métalliques sont en général insolubles dans l’eau ; s’ils sont basiques, ils se dissolvent dans les acides et sont précipités de leurs dissolutions par les bases alcalines. Lorsque les oxydes sont indifférents, l’acide chlorhydrique les dissout en dégageant du chlore.
7° On reconnaît un sel à sa couleur, à son aspect qui n’est jamais métallique, à sa solubilité dans l’eau ou dans les acides.
Le sel étant une fois dissous, on constate dans la dissolution la présence de l’acide et de la base qui le constituent.
8° Un corps binaire dont l’oxygène n’est pas un des éléments, étant dissous dans l’eau, se comporte souvent comme un véritable sel; mais s’il est insoluble, on doit rechercher par l’action directe des réactifs sur ce corps la nature des deux éléments qui le constituent : c’est ainsi qu’on reconnaît un sulfure parce qu’il dégage de l’acide sulfhydrique quand on le traite par les acides, ou qu’il forme de l’acide sulfureux et un sulfate lorsqu’on le grille à l’air ; un chlorure dégage de l’acide chlorhydrique sous l’influence ded’acide sulfurique, ou du chlore lorsqu’on le chauffe avec de l’acide sulfurique et du peroxyde de manganèse, etc.
L’analyse qualitative des acides ne présente pas de difficultés. En parlant des acides en particulier, mous avons insisté sur leurs propriétés caractéristiques qui sont toujours très tranchées.
Nous dirons comment on peut reconnaître la nature du métal contenu dans un sel, en insistant seulement sur les métaux usuels qui peuvent se présenter le plus souvent dans l’analyse. Nous supposerons que la base à reconnaître soit formée par la combinaison de l’oxygène avec un des métaux suivants : potassium, sodium, calcium, baryum, strontium, magnésium, aluminium, glucinium, manganèse, fer, chrome, nickel, cobalt, zinc, cadmium, étain, bismuth, plomb, antimoine, cuivre, mercure, argent, or, platine.
La dissolution est soumise aux épreuves suivantes :
1° La liqueur est traitée par un carbonate alcalin ; s’il ne se forme pas de précipité, le sel est à base alcaline. La classe des métaux alcalins comprend la potasse, la soude, la lithine, l’ammoniaque.
2° Si la dissolution est précipitée par un carbonate, elle contient soit
un métal alcalino-terreux, soit un métal terreux, ou bien un métal proprement dit. L’or et le platine sont les seuls métaux, parmi ceux que nous avons cités , qui ne soient pas précipités de leurs dissolutions par les carbonates solubles; on les distingue immédiatement des métaux alcalins, car leurs sels sont colorés, tandis que les sels alcalins sont incolores.
On peut établir plusieurs subdivisions parmi les métaux précipitables par les carbonates :
1° Si la dissolution étendue n’est pas précipitée par l’ammoniaque, l’acide sulfhydrique, le sulfhydrate d’ammoniaque, le cyanoferrure de potassium, elle contient un sel alcalino-terreux, c’est-à-dire un sel à base de chaux, de baryte ou de strontiane.
2° Si la dissolution est précipitée par l’ammoniaque, et que le cyanoferrure de potassium n’y produise aucun trouble, elle contient un sel terreux, c’est-à-dire à base de magnésie, de glucine, d’alumine. Nous rappellerons toutefois que le cyanoferrure de potassium forme, au bout d’un certain temps, un précipité blanc, léger, dans les sels d’alumine.
3° Si la dissolution est précipitée par le cyanoferrure de potassium, par les sulfures solubles ou par la potasse, elle contient un sel métallique proprement dit, c’est-à-dire que la base de ce sel est un oxyde de manganèse, de fer, de chrome, de nickel, de cobalt, de zinc, de cadmium, d’étain, de bismuth, de plomb, d’antimoine, de cuivre, de mercure, d’argent, d’or ou de platine.
Au moyen d’un petit nombre de réactifs, tels que la potasse, l’ammoniaque, les carbonates et les sulfures alcalins, le cyanoferrure de potassium, on a donc pu partager les principaux métaux en quatre groupes.
Nous allons maintenant prendre chaque groupe en particulier, et démontrer qu’il est facile de distinguer les uns des autres les métaux qui s’y trouvent placés.
premier groupe. Sois alcalins. — Les sels alcalins ne sont pas précipités par les carbonates solubles, le cyanoferrure de potassium, l’acide sulfhydrique, les sulfures. Ce groupe comprend les sels à base de potasse, de soude, d’ammoniaque et de lithine; ils se reconnaissent aux caractères suivants :
1° Sels de potasse. — Les acides tartrique, hydrofluosilicique, chlorique, perchlorique et le sulfate d’alumine, y forment des précipités blancs peu solubles. Le bichlorure de platine les précipite en jaune. L’acide carbazotique (acide picrique) y produit un précipité jaune, cristallin, peu soluble dans l’eau.
T Sels de soude. — Leur dissolution est précipitée par l’antimoniate de potasse grenu.
3° Sels d'ammoniaque. — La potasse ou la chaux en dégagent un gaz alcalin d’une odeur vive et caractéristique.
Nous ne parlons pas ici des sels de lithine qui ne se présentent que rarement dans l'analyse.
REUXIÈMÈ GROUPE. Sels alcalino- terreux. — Les sels alcalillOterreux, en dissolution étendue, ne sont pas précipités par le cyanoferrure de potassium, l’acide sulfhydrique, les sulfures, l’ammoniaque ; ce groupe comprend les sels de chaux, de baryte et de strontiane.
Ces sels se distinguent les uns des autres par les caractères suivants :
1° Sels de chaux. — L’oxalate d’ammoniaque produit dans leurs dissolutions, même en présence des sels ammoniacaux, un précipité blanc insoluble dans l’acide acétique, soluble dans l’acide azotique. Les sulfates alcalins forment dans leurs dissolutions concentrées un précipité qu’une grande quantité d’eau fait disparaître, et qui reparaît lorsqu’on ajoute de l’alcool à la liqueur.
2° Sels de baryté. — L’acide sulfurique ou les sulfates forment dans leur dissolution même très étendue un précipité blanc insoluble dans l’eau et dans les acides, légèrement soluble dans l’acide sulfurique concentré. L’acide hydrofluosilicique , les sels sulfazotés les précipitent aussi en blanc.
3° Sels de strontiane. — Ces sels ne sont pas précipités par l’acide hydrofluosilicique et par les sels sulfazotés : ils forment un précipité blanc avec l’acide sulfurique ou les sulfates, surtout en présence de l’alcool ; mais un excès d’eau considérable dissout le précipité. Ils colorent la flamme de l’alcool en rouge.
troisième groupe. Sels terreux. — Les sels terreux ne sont précipités ni par l’acide sulfhydrique, ni par le cyanoferrure de potassium. Ils sont précipités par l’ammoniaque : ce groupe comprend les sels de magnésie, d’alumine et de glucine.
Ces sels se distinguent les uns des autres par les caractères suivants : 1° Sels de magnésie. — Les bicarbonates n’y forment pas de précipité à froid, mais le précipité apparaît quand on fait bouillir la liqueur. Le phosphate de soude ammoniacal y produit un précipité blanc de phosphate ammoniaco-magnésien. La potasse en sépare la magnésie sous la forme d’un précipité blanc, très léger quand il est desséché.
L’ammoniaque ne précipite pas les sels de magnésie acides, et précipite seulement une partie de la magnésie contenue dans les sels neutres.
2° Sels d'alumine. — Les sels d’alumine sont précipités par l’ammoniaque et par les bicarbonates ; le cyanoferrure de potassium ne les trouble qu’au bout de quelque temps.
La potasse y forme un précipité gélatineux soluble dans un excès d'alcali. Le sulfhydrate d’ammoniaque en précipite de l’alumine.
3° Sels de glucine. — Le carbonate d’ammoniaque produit dans leur dissolution un précipité blanc soluble dans un excès de réactif.
QUATRIÈME GROUPE. Sels métalliques proprement dits. — Les
sels métalliques sont caractérisés par les propriétés suivantes : ils sont ordinairement précipités par la potasse, la soude et l’ammoniaque, l’acide sulfhydrique ou les sulfures, le cyanoferrure de potassium et les carbonates solubles. 11 peut arriver que des sels métalliques ne soient pas précipités par tous les réactifs précédents, mais ils le sont toujours par l’un d’eux au moins : ainsi , le cyanoferrure de potassium, les carbonates alcalins ne troublent pas les dissolutions des sels de platine, mais le sulfhydrate d’ammoniaque y forme un précipité noir de sulfure de platine.
On peut dire, d’une manière générale, que l’emploi successif des alcalis, des carbonates alcalins, du cyanoferrure de potassium, de l’acide sulfhydrique, des sulfures, suffit toujours pour caractériser un sel métallique.
L’action de l’acide sulfhydrique et des sulfures solubles sur les sels métalliques permet de diviser les métaux en deux classes :
La première classe comprend les métaux qui sont précipités de leur dissolution acide par V acide sulfhydrique .
La seconde classe comprend les métaux qui , n étant pas précipités de leur dissolution par l'acide sulfhydrique , sont précipités par les sulfures alcalins.
En tenant compte de la couleur du précipité, de sa solubilité ou de son insolubilité dans un excès de réactif, et de quelques autres caractères tirés des propriétés générales de chaque métal, il est toujours facile de caractériser un sel métallique : c’est ce qu’indique le tableau suivant :
Métaux précipités de leur dissolution acide par l’acide sulfhydrique.
MÉTAUX
