Класифікація катіонів по кислотно-основному методу

ЯКІСНИЙ АНАЛІЗ

Основним завданням якісного аналізу є ідентифікація атомів, йонів або молекул, що містяться в досліджуваному зразку. Хімічний метод якісного аналізу заснований на проведенні різних хімічних реакцій – осадження, комплексоутворення, окиснення-відновленя. Для виявлення йонів використовують реакції, що супроводжуються певним зовнішнім ефектом: утворенням або розчиненням осаду, утворенням кристалів певної форми, зміною забарвлення розчину, виділенням газу. Такі реакції називають аналітичними або якісними.

Речовини за допомогою яких здійснюють виявлення йонів, називають реактивами.

Реакції, характерні для будь-якого йона, називають індивідуальними реакціями.

Реакції, аналітичний ефект яких характерний тільки для певного йона, називають специфічними.

Реакції, що супроводжуються однаковим аналітичним ефектом для цілої групи йонів, називають груповими реакціями, а реактив на таку групу йонів – груповим реактивом.

Важливою характеристикою якісних реакцій є їх чутливість. Кількісно чутливість характеризується відкривуваним мінімумом і граничним разбавлянням.

Відкриваний мінімум – найменша кількість речовини або йонів, яку можна виявити за допомогою тієї чи іншої реакції за певних умов. Цю величину виражають у мікрограмах (мкг). При цьому має значення і концентрація речовини в розчині.

Гранична (мінімальна) концентрація - найменша концентрація речовини, за якої певна реакція ще дає позитивний результат. Кількісно граничну концентрацію виражають відношенням одиниці маси речовини або йонів до об’єму розчинника.

Якісні реакції в розчинах можна виконувати дробним і систематичним методами аналізу.

Дробний метод аналізу заснованийна виявленнійонів за допомогою характерних реакцій в умовах, коли усунуті всі інші йони, що заважають виявленню. В суміші важко усунути або пригнітити всі аналітичні ознаки, що заважають виявленню певного йона. Тому дробний аналіз має обмежене застосування.

Систематичнийметод аналізу застосовують для аналізу складного зразка або суміші, склад якої повністю невідомий. В основі цього методу лежить класифікація катіонів і аніонів на аналітичні групи.

Аналітична група - це така група катіонів (аніонів), яка з певним реактивом дає подібні аналітичні реакції.

Класифікації катіонів на аналітичні групи.

Кислотно-лужна класифікація – заснована на різній розчинності у воді хлоридів, сульфатів металів а також на відмінності у властивостях їхніх гідроксидів (табл.1).

Груповим реактивом у цьому методі є розбавлені розчини хлоридної та сульфатної кислот, розчин натрій гідроксиду, а також водний розчин амоніаку. Перевага кислотно-основного методу перед класичним сірководневим методом полягає в швидкості виконання аналізу, доступності і відносної безпеки вживаних групових реагентів.

Сульфідна класифікація заснована на неоднаковій розчинності карбонатів і сульфідів металів у воді й кислотах.Одним з недоліків при аналізі катіонів за такою класифікацією є робота з сірководнем, який є токсичним.

Аміачно-фосфатна класифікація заснована на використанні різної розчинності фосфатів металів у воді в кислотах, лугах та водному розчину амоніаку.

Класифікація катіонів по кислотно-основному методу

Таблиця 1

Група	Катіони	Груповий реагент	Розчинність сполук
I	Na⁺, K⁺, NH₄⁺ Li⁺	-	Хлориди, сульфати і гідроксиди розчиняються у воді
II	Ag ⁺,Pb²⁺, Hg₂²⁺	2M HCl	Хлориди не розчиняються у воді
III	Ba²⁺, Sr²⁺,Ca²⁺	1M H₂SO₄	Сульфати не розчиняються у воді
IV	Al³⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺, As⁵⁺	Надлишок конц.NaOH + H₂O₂	Гідроксиди не розчиняються у воді, але розчиняються в надлишку лугу
V	Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Sb³, Sb⁵⁺	Надлишок конц.NaOH	Гідроксиди не розчиняються у воді, надлишку лугу і аміаку.
VI	Co²⁺,Cd²⁺, Ni²⁺ Cu²⁺, Hg²⁺	Надлишок конц.NH₄OH	Гідроксиди не розчиняються у воді, надлишку лугу, але розчиняються в надлишку аміаку

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1