Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Якісний аналіз катіонів



 

Реакції, які використовуються в якісному аналізі, мають супроводжуватися візуальним ефектом:

- появою чи зникненням осаду;

- появою, зникненням чи зміною кольору розчину;

- виділенням газів;

- утворенням кристалів характерного кольору і форми;

- появою забарвлених перлів;

- забарвлення полум’я;

- появо світіння;

- виникненням характерного забарвлення при розтиранні речовин.

Здебільшого при аналізі катіонів присутність одних іонів заважає визначенню інших, тому що специфічні реакції існують тільки на окремі іони. У зв’язку з цим виявлення іонів найчастіше проводять за допомогою систематичного ходу аналізу. Якщо в пробі, що аналізується, знаходиться невелика кількість катіонів і усунути їх заважаючий взаємний вплив порівняно нескладно, застосовують дробний аналіз.

Існує декілька методів систематичного ходу аналізу катіонів: сірководневий, амоніачно – фосфатний, кислотно – основний тощо.

Історично першим був сірководневий метод (таблиця 1) аналізу, запропонований у 1871 році російським вченим М.О.Меншуткіним. В основу поділу катіонів на аналітичні групи в цьому методі покладено різну розчинність сульфідів катіонів залежно від рН середовища. Головним недоліком цього методу є застосування високотоксичного гідрогену сульфіду. У зв’язку з цим останнім часом частіше застосовують амоніачно – фосфатний метод (таблиця 2),побудований на різній розчинності фосфатів катіонів, і кислотно – основний (таблиця 3), що ґрунтується на різній розчинності гідроксидів і деяких солей, утворених катіонами і сильними кислотами.

Таблиця 1

Класифікація катіонів за сірководневим методом

Група Катіони Груповий реагент Розчинність сполук
І K+, Na+, Li+,NH4+, Mg2+ Немає Сульфіди, карбонати, хлориди та гідроксиди розчиняються у воді
ІІ Ba2+, Sr2+, Ca2+ (NH4)2CO3, NH3 ·H2O + NH4Cl рН = 9,25 Карбонати не розчиняються у воді
ІІІ Fe2+, Fe3+, Cr3+, Al3+, Мn2+, Ni2+, Zn2+, Co2+ (NH4)2S, NH3 ·H2O + NH4Cl рН = 9,25 Сульфіди не розчиняються у воді, але розчиняються в розведених кислотах
ІV Cu2+, Hg2+, Bi3+, Sn2+, Sn4+, Sb5+, Sb3+, As3+, As5+ H2S, HCl, рН = 0,5 Сульфіди не розчиняються у воді і розведених кислотах
V Ag+, Pb2+, Hg22+ HCl Хлориди не розчиняються у воді і розведених кислотах

Таблиця 2

Класифікація катіонів за амоніачно – фосфатним методом

Група Катіони Груповий реагент Розчинність сполук
І Ag+, Pb2+, Hg22+ HCl Хлориди не розчиняються у воді
ІІ Sn2+, Sn4+, Sb5+, Sb3+ НNО3 Метастанатна і метастибантна кислоти не розчиняються у воді
ІІІ Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+, Li+, Мn2+, Fe2+, Fe3+, Cr3+, Al3+ (NH4)2НРО4, конц. NH3 ·H2O Фосфати не розчиняються у воді і в надлишку розчину амоніаку
ІV Cu2+,Сd2+, Hg2+, Co2+, Ni2+, Zn2+ (NH4)2НРО4, конц. NH3 ·H2O Фосфати не розчиняються у воді, але розчиняються в надлишку розчину амоніаку
V K+, Na+,NH4+   Немає Хлориди, нітрати і фосфати розчиняються у воді

 

Найчастіше в сучасному хімічному аналізі застосовують кислотно- основний метод (таблиця 3), в якому усі катіони поділяють на шість аналітичних груп.

Систематичний аналіз розпочинають з попередніх випробувань, які виконують переважно сухим способом (колір, запах, забарвлення полум’я, відношення до води, кислот, нагрівання, визначення рН середовища), з подальшим розчиненням проби і виявленням деяких катіонів (NH4+, Fe2+, Fe3+ тощо дробними реакціями.). Потім дією К2СО3 або Na2СО3 на окремі порції розчину осаджують у вигляді оксидів, гідроксидів, карбонатів і основних солей катіони ІІ – ІV груп, а в розчині виявляють іони K+, Na+. З окремої порції розчину, що аналізують, осаджують катіони ІІ аналітичної групи дією 2 моль/дм3 хлоридної кислоти. З одержаного центрифугату розчином 1 моль/дм3 сульфатної кислоти в присутності етанолу осаджують катіони ІІІ аналітичної групи у вигляді сульфатів, а катіони І, ІV, V, VІ аналітичних груп при цьому залишаються в розчині. Їх розділяють дією надлишку NaОН в присутності 3 %-вого Н2О2. При цьому гідроксиди катіонів V, VІ груп випадають в осад, а катіони І, ІV залишаються в розчині. Подальше розділення гідроксидів катіонів V і VІ груп виконують дією надлишку амоніаку, який переводить гідроксиди катіонів VІ аналітичної групи в розчинні амоніакати.

Таким чином, груповий реагент в аналізі катіонів використовують для відкриття аналітичної групи та відокремлення катіонів цієї групи від катіонів інших аналітичних груп.

 

Таблиця 3

 

Класифікація катіонів за кислотно – основним методом методом

Група Катіони Груповий реагент Розчинність сполук
І K+, Na+,NH4+ Li+ Hемає Хлориди, сульфати і гідроксиди розчиняються у воді
ІІ Ag+, Pb2+, Hg22+ НСІ Хлориди не розчиняються у воді
ІІІ Ba2+, Sr2+, Ca2+   Н24 + С2Н5ОН Сульфати не розчиняються у воді
ІV Al3+, Zn2+, Cr3+, Sn2+, Sn4+, As3+, As5+   Надлишок конц. NaОН + 3 %-вий Н2О2 Гідроксиди не розчиняються у воді, але розчиняються в надлишку лугу
V Fe2+, Fe3+, Mg2+, Мn2+,Ві3+, Sb5+, Sb3+ Надлишок конц. NH3 ·H2O Гідроксиди не розчиняються у воді, надлишку лугу і розчину амоніаку
Co2+, Ni2+, Сd2+, Cu2+, Hg2+ Надлишок конц. NH3 ·H2O Гідроксиди не розчиняються у воді, надлишку лугу, але розчиняються в надлишку розчину амоніаку

Аналіз аніонів

Аніони, на відміну від катіонів, можна визначити в окремих порціях розчину дробними реакціями в будь-якої послідовності. Але для спрощення аналізу їх ділять на групи. Єдиного принципу розділення аніонів на групи немає. У більшості випадків класифікація аніонів базується на різниці в розчинності солей барію та арґентуму відповідних аніонів.

За цією класифікацією до І групи аніонів належать: SО42-, SО32-, S2О32-, СО32-, С2О42-, CrО42-, Cr2О72-, РО43-, AsО43-, AsО33-, F-, SіО32-, ВО22-, В4О72- .

До ІІ групи: СІ-, І-, Вr-, S2-.

До ІІІ групи: NО3-, NО2-, СН3СОО-.

Груповим реагентом на І групу аніонів є розчин барію хлориду або барію нітрату в нейтральному або слабо лужному середовищі (рН = 7 – 9). При цих умовах аніони І групи утворюють з Ва2+ - катіонами солі, які важко розчиняються у воді, але розчиняються в розведенії хлорид ній кислоті, за винятком ВаSО4.

Груповим реагентом на ІІ групу аніонів є розчин арґентуму нітрату, який підкислюють розчином 2 моль/дм3 нітратної кислоти. Аніони ІІ групи утворюють з Аg+ - катіонами осади, які не розчиняються в розведеній нітратній кислоті. Аніони І групи (за винятком F- -іона) також осаджуються Аg+ - катіонами, але ці осади розчиняються в нітратній кислоті. При визначенні ІІ групи аніонів дією АgNО3 підкислюють не розчин, що аналізують, а груповий реагент, тому що при підкисленні нітратною кислотою розчину, що досліджується, сульфід-іони окислюються до сульфуру або сульфат-іонів і будуть втрачені.

Аніони ІІІ групи з більшістю катіонів утворюють солі, які добре розчиняються у воді, тому вони не мають групового реагенту.

Групові реагенти в аналізі аніонів мають інше призначення, ніж в аналізі катіонів. Їх використовують не для розділення, а тільки для визначення груп. Поряд з дією групових реагентів для спрощення аналізу аніонів виконують ряд групових проб, які дозволяють виявити наявність певних груп аніонів:

- проба на аніони – окисники (Cr2О72-, AsО43-, NО2-) – їх визначають дією розчину КІ в кислому середовищі в присутності хлороформу, який у випадку наявності цих іонів забарвлюється в червоно-фіолетовий колір;

- проба на аніони – відновники2О42-, S2О32-, S2-, SО32-, AsО33-, І-) – їх визначають за обезбарвленням розчину дийоду в слаболужному середовищі) або за знебарвленням розчину КМnО4 у середовищі сульфатної кислоти;

- проба на аніони нестійких кислот23, Н2S2О3, Н2СО3, тощо) проводиться дією НСІ, внаслідок чого виділяються газуваті продукти (SО2, СО2, Н2S тощо);

- проба на деякі аніони (СІ-, Вr-, І-, С2О42-, NО2-, SО32-, S2О32- тощо) проводиться дією концентрованої сульфатної кислоти на їх солі, унаслідок чого виділяються газуваті продукти (НСІ, І2, СО2, SО2).




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.