Количественный анализ

Кислотно-щелочная классификация анионов

Кислотно-основная классификация катионов

Например,

1) Для открытия иона кобальта несколько кристалликов СоСl₂ растирают с кристаллами NH₄CNS:

СоСl₂ + 4 NH₄CNS = (NH₄)₂ [Со (CNS)₄] + 2 NH₄Cl

Смесь синеет (тетрароданидокобальтат аммония)

2) При открытии иона Fe⁺³ соль трехвалентного железа растирают с NH₄CNS. При этом происходит реакция образования роданида железа темно-красного цвета по уравнению реакции:

FeCl₃ + 3 NH₄CNS = Fe(CNS)₃ + 3 NH₄Cl

3) Для открытия иона хрома соль трехвалентного хрома растирают с перекисью натрия, в результате образуется хромат натрия желтого цвета:

2 CrCl₃ + 3Na₂O₂ + 2H₂O = 2 Na₂CrO₄ + 2 NaCl + 4 HCl

4) Для открытия аниона СН₃СОО^- кристаллик твердой соли уксусной кислоты растирают с небольшим количеством твердого NaHSO₄ или KHSO₄. Выделяющаяся свободная уксусная кислота узнается по запаху:

CH₃COONa + NaHSO₄ = Na₂SO₄ + CH₃COOH.

В качественном анализе реакции сухим путем играют вспомогательную роль; ими пользуются обычно в качестве предварительных испытаний.

«МОКРЫЙ МЕТОД»

Большинство аналитических реакций недостаточно специфичны и дают сходный эффект с несколькими ионами. Поэтому в процессе анализа приходится прибегать к отделению ионов друг от друга. Таким образом, открытие ионов проводится в определенной последовательности. Последовательное разделение ионов и их открытие носит название систематического хода анализа (в отличие от дробного). При систематическом ходе анализа катионов последние отделяются не поодиночке, а сразу целыми группами.

Реактивы, осаждающие целую группу катионов называются групповыми реактивами или реагентами.

В систематическом анализе катионы и анионы делят на аналитические группы. Аналитическая группа — это группа катионов, которая с определенным реактивом (при определенных условиях) дает подобные аналитические реакции.

Существует несколько классификаций катионов: сульфидная, кислотно-щелочная, аммиачно-фосфатная. Мы остановимся на кислотно-щелочной.

В кислотно-щелочной системе анализа катионов использованы основные свойства элементов: отношение их к кислотам и щелочам, амфотерность гидроксидов и способность элементов к комплексообразованию.

В кислотно-щелочной системе анализа катионов катионы делятся на 6 групп:

1-я группа: (катионы щелочных металлов) –

Na⁺, K⁺, Li⁺, Cs⁺, Rb⁺, NH₄⁺. Не имеет группового реагента; катионы этой группы не осаждаются ни минеральными кислотами, ни щелочами.

2-я группа: Ag⁺, Pb⁺², Hg₂⁺² - осаждаются соляной кислотой.

3-я группа: (щелочноземельные) – Ca⁺², Ba⁺², Sr⁺² - осаждаются сульфатной кислотой.

4-я группа: Al⁺³, Cr⁺³, Zn⁺² - не выпадают в осадок при добавлении избытка щелочи.

5-я группа: Fe⁺², Fe⁺³, Mn⁺² - осаждаются раствором щелочи.

6-я группа: Cu⁺², Ni⁺², Co⁺², Hg⁺², Cd⁺² - образуют гидроксиды, растворимые в избытке 25 % - ного раствора аммиака (получаются аммиакаты).

Таблица 1 Кислотно-основная классификация катионов

	Аналитические группы
I	II	III	IV	V	VI
Катионы	Li^+, Na^+, K^+, Rb^+, Cs^+, NH4^+	Ag^+, Pb^2+, Hg2^2+	Ba^2+, Ca^2+, Sr^2+	Al^3+, Cr^3+, Zn^2+	Mn^2+, Fe^2+, Fe^3+,	Cu^2+, Ni^2+, Co^2+, Hg^2+, Cd^2+
Групповой реагент	Нет	HCl (2н)	H2SO4 (2н)	NaOH	NaOH, NH4OH	NH4OH
Характер получае-мых соединений	–––	MeCl, MeCl2 Нераство-римы в кислотах	MeSО4 Нераст-воримы в кислотах и щелочах	Ме(ОН)n Растворимы в избытке NaOH	Ме(ОН)n Нерастворимы в избытке NaOH	Ме(ОН)2 Растворимы в избытке NH4OH

Анионы тоже делят на группы. Групповыми реактивами являются хлорид бария и нитрат серебра. В отличие от катионов, анионы не мешают выявлению друг друга. Групповые реагенты используют для предварительного выявления группы.

В основу классификации анионов положена разная растворимость солей бария и аргентума. Все анионы можно поделить на три аналитические группы (табл.2).

К первой аналитической группе анионов относятся анионы: SO, CO, PO, SO₃^2-, SiО₃^2-, CrО₄^2-, MnО₄^- и т.п. Эти анионы образовывают с катионом Васоли, которые мало растворяются в воде, но за исключением сульфата бария, хорошо растворяются в разбавленных минеральных кислотах. Поэтому выделять анионы этой группы в виде осадков групповым реагентом – хлоридом бария – можно только в нейтральной или слабощелочной среде. Анионы первой аналитической группы образуют с катионами аргентума соли, которые растворяются в разбавленной нитратной кислоте, а сульфат аргентума растворяется даже в воде.

Ко второй аналитической группе анионов относятся ионы CI, Вr, I, S^2-, SCN^- и т.п. Эти анионы образовывают с катионами Agсоли, которые не растворяются в воде и разбавленной нитратной кислоте. Групповым реагентом второй группы анионов есть нитрат аргентума в присутствии нитратной кислоты (в этих условиях анионы первой группы не дают осадка с анионами Ag). Хлорид бария с анионами второй группы осадков не дает.

К третьей группе анионов относятся ионы NO, CHCOO, NO₂^- и т.п. Катионы Бария Baи Аргентума Agс анионами данной группы не образовывают осадков, группового реагента на ионы третьей группы нет.

Таблица 2 Классификация анионов

	Группа
I	II	III
Анионы	SO4^2–, SO3^2–, S2O3^2–, CO3^2–, PO4^3–, B4O7^2– и др.	Cl^–, Br^–, J^–, S^-2 и др.	NO3^–, NO2^–, CH3COO^– и др.
Групповой реагент	BaCl2 в нейтральной или слабощелочной среде	AgNO3	Hет
Характер получае-мых соединений	1) Осадки солей бария растворимы в кислотах (кроме ВаSO4) 2) Осадки солей серебра растворимы в НNО3 (разб.)	Осадки солей серебра нерастворимы в воде и НNО3 (разб.)	Осадки солей бария и серебра растворимы в воде

Дробными реакциями называются такие реакции, при помощи которых можно обнаружить интересующий нас ион в присутствии других ионов.

Дробное открытие ионов производится в два приема: сначала путем подходящих реакций выделяют определяемый ион или же маскируют ионы, мешающие его открытию, а затем с помощью характерной реакции убеждаются в присутствии определяемого иона.

Дата добавления: 2014-01-07