Pour les solutions contenant des mélanges de cations différents, l’identité de chaque cation peut être déterminée grâce à l’analyse qualitative. Cette technique implique une série de précipitations sélectives avec différents réactifs chimiques, chaque réaction produisant un précipité caractéristique pour un groupe précis de cations. Les ions métalliques d’un groupe sont séparés en faisant varier le pH, en chauffant le mélange pour dissoudre un précipité ou en ajoutant d’autres réactifs pour former des ions complexes.
Par exemple, les cations du groupe IV, qui se composent de carbonates et de phosphatases insolubles comme Ba2+, Ca2+ et Mg2+, forment tous des précipités blancs en présence de phosphate diammonique ((NH4)2HPO4) dans une solution basique. Les précipités sont dissous dans de l’acide acétique dilué. Pour identifier chaque cation, un test de confirmation est effectué.
Les trois cations forment des sels de chromate jaune vif lors de l’addition de chromate de potassium (K2CrO4) ; toutefois, seul le chromate de baryum (BaCrO4) est insoluble dans l’acide acétique. La solution peut être filtrée et le filtrat contient Ca2+ et Mg2+.
Le filtrat peut maintenant être divisé en deux parties pour tester les cations restants. Si la solution forme un précipité blanc en présence d’une solution d’oxalate d’ammonium (NH4)2C2O4), les ions Ca2+ peuvent être confirmés. Le précipité blanc est celui de l’oxalate de calcium, qui est insoluble dans l’eau et l’acide acétique.
Mg2+ est identifié grâce à un test de cavité du charbon. Dans ce test, les carbonates métalliques sont décomposés en oxyde métallique correspondant dans une cavité du charbon de bois. La couleur du résidu indique le cation possible. L’oxyde de magnésium (MgO) laisse un résidu blanc dans la cavité du charbon de bois. Ce résidu est traité avec quelques gouttes de solution de nitrate de cobalt (Co(NO3)2). Avec la chaleur, le nitrate de cobalt se décompose en oxyde de cobalt (II), qui forme un amalgame rose (CoO-MgO), confirmant la présence de Mg2+.
