Якісний аналіз

Хімічна реакція, за допомогою якої можна зробити висновки про хімічний склад речовини, називається аналітичною реакцією. Аналітичні реакції виконуються за допомогою аналітичних реактивів у відповідних умовах (середовище, температура, концентрація) і супроводжуються певним зовнішнім ефектом (утворюється осад, виділяється газ, змінюється забарвлення розчину тощо). У якісному аналізі ефект аналітичної реакції просто спостерігається візуально і на основі цих спостережень робляться відповідні висновки. У кількісному аналізі ефект аналітичної реакції вимірюється за допомогою аналітичних приладів і виконуються відповідні розрахунки.

Переважна більшість аналітичних реакцій відбувається у розчинах. Яким би чином неогранічна речовина, що аналізується, не переводилася б у розчинений стан, одержується розчин, який містить не елементи, а іони, у вигляді яких ці елементи можуть існувати у розчині. Однакові іони проявляють однакові властивості і дают одні й ті самі аналітичні реації незалежно від того, до складу яких сполук вони входять. Наприклад, якщо до розчину хлоридної кислоти або її солей додають розчин нітрату срібла, в усіх випадках одержують однаковий характерний осад хлориду срібла. Якщо записати ці реації в іонному вигляді, стає ясно, що в усіх випадках відбувається одна аналітична реакція на хлорид-іони: Cl^- + Ag⁺ = AgCl ¯

Тому аналітичні реакції вивчаються окремо для катіонів і аніонів.

Реактиви, за допомогою яких певний іон можна виявити у присутності інших іонів, називають специфічними. Специфічних реактивів дуже мало, тому перед відкриттям того чи іншого іона необхідно відділити його від інших іонів, які дають аналітичні реакції з тим же реактивом. Порядок відділення одних іонів від інших і послідовність їх відкриття складають систематичний хід аналізу. У систематичному ході аналізу використовуються такі реактиви, які дозволяють із складної суміші іонів перевести в осад певну групу іонів для подальшого аналізу. Такі реактиви називають груповими, а групи іонів, які вони відділяють – аналітичними групами. За кислотно-основною класифікацією, де груповими реактивами є кислоти і основи, усі катіони відповідно до їх хімічних властивностей поділяються на 6 аналітичних груп.

Группа	Катіони	Хімічні властивості	Груповий реагент	Що утворюється при дії групового реагента
	K^+, Na^+, NH4^+	Хлориди, сульфати, гідроксиди розчинні у воді	Відсутній
	Ca^2+(Sr^2+)Ba^2+	Сульфати малорозчинні у воді	H2SO4	CaSO4↓, BaSO4↓ білі осади
	Pb^2+, Ag^+(Hg2^2+)	Хлориди малорозчинні у воді	HCl	PbCl2↓білий AgCl↓ білий
	Mg^2+, Mn^2+, Fe^2+, Fe^3+	Гідроксиди нерозчинні у воді та лугах	NaOH (KOH)	Mg(OH)2↓білий, Mn(OH)2↓білий,темніє, Fe(OH)2↓білий,чорніє, Fe(OH)3↓бурий
	Al^3+, Zn^2+ Cr^3+, Sn^2+	Амфотерні гідроксиди нерозчинні у воді, розчинні у лугах	Надлишок NaOH (KOH)	[Al(OH)4]^-, [Zn(OH)4]^2- [Sn(OH)4]^2- безбарвні розчини [Cr(OH)4]^-зелений розчин
	Co^2+, Ni^2+, Cu^2+, Cd^2+	Гідроксиди нерозчинні у воді, розчинні у надлишку NH4OH у присутності NH4Cl	Надлишок NH4OH	[Co(NH3)6]^2+жовтий, [Ni(NH3)6]^2+ синій, [Cu(NH3)4]^2+ синій, [Cd(NH3)4]^2+безбарвний розчини

З кількох десятків катіонів шестианалітичних груп у скороченому курсі якісного аналізу ми вивчаємо дуже небагато – тільки ті, що безпосередньо пов‘язані з харчуванням людини та хімічним аналізом об’єктів харчової, біо-технології і довкілля.

Катіони амонію утворюються при розчиненні харчових продуктів у концентрованій сульфатній кислоті. Органічні сполуки при цьому руйнуються, а аміногрупи амінокислот, з яких побудовані білки, перетворюються на іони амонію. Визначивши кількість іонів амонію у розчині, що утворилися, визначають загальний вміст білків у харчовому продукті.

Натрій, калій, кальцій та магній у вигляді відповідних сполук споживаються людиною щодено у кількості від 0,5 до 5 г – це макроелементи. Натрію ми споживаємо більше ніж потрібно, звикнувши додавати NaCl під час приготування їжі. Тому дуже важливо врівноважувати це споживанням продуктів, багатих на калій, оскільки саме іони натрію і калію у певному співвідношенні підтримують осмотичну рівновагу в організмі людини і регулюють водний обмін. Кальцій потрібен дітям, у яких формуються кістки, і дорослим, оскільки він має протизапальні властивості і виконує багато інших функцій в організмі. Магній нормалізує діяльність нервової системи, знімає спазми, розширює судини та має інші важливі властивості.

Ферум, кобальт, манган, купрум, цинк, нікель, хром належать до мікроелементів. Їхня кількість у харчових продуктах, що споживаюється людиною щоденно, вимірюється у міліграмах. Вони входять до складу багатьох ферментів та інших біологічно активних речовин, які відіграють важливу роль у біохімічних процесах, що відбуваються у живому організмі. Алюміній, станум (олово) і цинк можуть потрапляти у харчові продукти з поверхні посуду та технологічного обладнання. А свинець (Pb) і кадмій є показниками техногенного забруднення харчових продуктів, їхня присутність постійно контролюється методами аналітичної хімії. Катіони барію отруйні і небезпечні для людини, але вони часто використовуються як важливий аналітичний реактив.

Лабораторна робота №1

Реакції катіонів першої K⁺, Na⁺, NH₄⁺, другої Ca²⁺, (Sr²⁺), Ba²⁺та третьої Pb²⁺, Ag⁺, (Hg₂²⁺)

Дата добавления: 2015-05-24