По кислотно-основной классификации катионы подразделяются на 6 аналитических групп и основана на различной растворимости гидроксидов, хлоридов, сульфатов элементов. Групповыми реагентами являются растворы кислот и оснований (таблица 1).
Кислотно-основная классификация имеет определенные преимущества по сравнению с другими типами классификаций, а именно, исключается токсический сероводород, используются ряд основных свойств элементов: кислотно-основные, окислительно-восстановитильные, амфотерность гидроксидов и др.
Недостатком данной классификации является нечеткость разделения на аналитические группы. Например, ион свинца Рb2+,входящий в состав II группы катионов, при реакции с соляной кислотой осаждается не полностью, так как соль РbС12 имеет значительную растворимость, поэтому из смеси ион свинца осаждают дополнительно в виде сульфатов, т.е. вместе с катионами III группы.
Кроме того, в некоторых случаях, разделение катионов значительно трудоемко..Например, при разделении сульфатов III аналитической группы (Са2+,Ва2+, Sr2+) необходимо сначала перевести их в карбонаты, затем при нагревании промыть несколько раз, отфильтровать, потом растворить в уксусной кислоте, и только после этого можно анализировать отдельные катионы.
Кислотно-основная классификация катионов как и другие типы классификаций базируется на химических свойствах их соединений и тесно связано с местоположением элементов в периодической системе Менделеева, их строением и физико-химическими характеристиками.
В настоящее время установлено, что на химико-аналитические свойства элементов и их ионов оказывают влияние ряд следующих факторов: заряд и радиус иона, электронная конфигурация атомов и их ионов, величина окислительно-восстановительного потенциала, кислотно-основные свойства вещества, их способность образовывать комплексы и т. д.
Таблица 1.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ КАТИОНОВ
| № группы | Катионы | Групповой реагент | Характеристика группы | Характер получаемых соединений |
| I | К+, Na+, NH4+ | нет | хлориды, сульфаты, гидроксиды, растворимые в воде | раствор К+, Na+, NH4+ |
| II | Ag+, Hg22+, Pb2+ | 2 М раствор НСl | хлориды, малорастворимые в воде и в разбавленных кислотах | осадок AgС l, Hg2Cl2, PbCl2 |
| III | Ba2+, Ca2+, Sr2+ (Pb2+) | 1 М раствор H2SO4 | сульфаты, малорастворимые в воде и в разбавленных кислотах | осадок BaSO4, CaSO4, SrSO4 (PbSO4) |
| IV | А l3+, Cr3+, Sn2+, Zn2+ (Sb3+) | 4 М раствор NaOH | амфотерные гидроксиды, растворимые в избытке NaOH | раствор [ Al(OH)4]-, [ Cr(OH)4]-, [ Zn(OH)4]2-, [ Sn(OH)4]2- ([ Sb(OH)4]-) |
| V | Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Sb3+ | 25%-ный раствор аммиака | гидроксиды, не растворимые в избытке NaOH и аммиаке | осадок Mg(OH)2, Mn(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Sb(OH)3 |
| VI | С u2+, Co2+, Ni2+ | 25%-ный раствор аммиака | гидроксиды, малорастворимые в избытке NaOH, но растворимые в избытке аммиака | раствор [С u(NH3)4]2+, [Co(NH3)6]2+, [Ni(NH3)6]2+ |
Анионы, по наиболее распространенной классификации, делятся на три группы. Такое деление основано на различиях в растворимости бариевых и серебряных солей. Классификация анионов представлена в таблице2.
Таблица 2.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АНИОНОВ
| № | Анионы | Групповая характеристика | Групповой реактив | Получаемые соединения |
| 1 | S042-, S032-, S2032-, СО32-, Р043- | Бариевые соли мало растворимы в воде, но, кроме сульфата бария, растворимы в разбавленных кислотах. | ВаС12 0.5 н/ раствор в нейтральной или слабощелочной среде. | ВаSО4↓, ВаSО3↓, ВаS2О3↓, ВаСО3↓, ВаSiOз↓,ВаНР04↓ осадки белого цвета |
| 2 | Сl-, Вr-, I-, S2- | Серебряные соли не растворимы в воде и в разбавленной азотной кислоте. | АgNОз 0,1% раствор в присутствии НNО3 | АgCl↓ - белый, АgI↓ -бледно-желтый, АgВг↓ - желтый, Аg2S↓- черный |
| 3 | NО3-, NО2- | Соли хорошо растворимы в воде. | ──── | ──── |
