Дробний хід аналізу суміші катіонів І-VI аналітичних груп

Катіони першої аналітичної групи NH₄⁺, Na⁺, K⁺ не мають групового реагенту, всі знаходяться у розчині.

З окремої проби досліджуваного розчину першим виявляють катіони NH₄⁺ за реакцією з лугом при нагріванні. Коли катіони NH₄⁺ у розчині присутні, то їх видаляють так, як це виконують згідно ходу аналізу суміші катіонів першої аналітичної групи. Катіони К⁺ виявляють за реакцією з Na₃[Co(NO₂)₆], а катіони Na⁺ – мікрокристалоскопічною реакцією з цинк-ураніл ацетатом.

Для виявлення катіонів другої аналітичної групи до невеликої частини досліджуваного розчину додають розчин розведеної хлоридної кислоти, отриманий при цьому осад AgCl, Hg₂Cl₂, PbCl₂ відділяють центрифугуванням, промивають холодною водою, а далі цей осад аналізують згідно з ходом аналізу суміші катіонів другої аналітичної групи.

При недостатній концентрації у розчині йонів Pb²⁺ вони можуть не випасти в осад у вигляді PbCl₂ зважаючи на достатню розчинність плюмбум(ІІ) хлориду. Тоді до частини досліджуваного розчину додають надлишок розчину калій йодиду. При цьому випадають в осад AgI, Hg₂I₂, PbI₂ та CuI₂. Осад відділяють центрифугуванням, промивають невеликою кількістю холодної води, потім додають до осаду води і нагрівають. Гарячу суміш центрифугують. Після охолодження центрифугату з нього випадають золотисті кристали PbI₂.

Для виявлення катіонів третьої аналітичної групи Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ до частини досліджуваного розчину додають такий же об’єм розведеного розчину сульфатної кислоти, близько 10хв. нагрівають до 70-80⁰С і отриманий осад BaSO₄, SrSO₄, частково CaSO₄ та PbSO₄ (якщо у розчині були каітони Pb²⁺) відділяють центрифугуванням, промивають водою. Потім сульфати переводять у карбонати кип’ятінням з насиченим розчином Na₂CO₃ або К₂CO₃, отримані карбонати промивають, розчиняють у розведеному розчині оцтової кислоти. До оцтовокислого розчину додають розчин КІ для осадження Pb²⁺ у вигляді PbI₂, відділяють осад PbI₂ центрифугуванням. У центрифугаті виявляють Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ згідно з ходом аналізу суміші катіонів третьої аналітичної групи.

Крім того, катіони Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ можна виділити з досліджуваного розчину наступним способом. До частини досліджуваного розчину додають розчин лугу і отриманий при цьому осад відділяють центрифугуванням. Центрифугат нейтралізують розчином хлоридної або оцтової кислоти і з нього доосаджують катіони четвертої аналітичної групи розчином амоніаку, знову центрифугують і у центрифугаті виявляють катіони Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ за схемою аналізу суміші катіонів третьої аналітичної групи.

Кожен з катіонів Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ можна виявити з окремих проб досліджуваного розчину.

Для виявлення катіонів Ba²⁺ до невеликої частини досліджуваного розчину додають розчин лугу і нагрівають до кипіння для осадження можливих катіонів Cr³⁺. Потім отриманий розчин гідроксидів відділяють центрифугуванням і до центрифугату додають розчин оцтової кислоти до кислої реакції середовища. Якщо у розчині були виявлені катіони Pb²⁺, то додають до отриманого оцтовокислого розчину H₂S для осадження Pb²⁺ у вигляді PbS. Якщо при цьому утворюється осад PbS, його відділяють центрифугуванням, а до отриманого центрифугату додають розчин K₂CrO₄.Якщо при цьому випадає жовтий осад ВаCrO₄, то це означає, що у центрифугаті наявні катіони Ba²⁺.

Для виявлення катіонів Sr²⁺ невелику пробу досліджуваного розчину нейтралізують розчином лугу, якщо розчин має кислу реакцію, до появи слабкої муті, після чого додають сюди розчин оцтової кислоти до кислої реакції середовища та розчин K₂CrO₄. При цьому в осад випадають PbCrO₄, BaCrO₄ та інші хромати. Осад з розчином нагрівають на водяній бані протягом 10-15хв., центрифугують. Катіони Sr²⁺ при цьому залишаються у розчині, оскільки SrCrO₄ розчиняється в оцтовій кислоті. До центрифугату додають гіпсову воду і знову протягом 5-10хв. нагрівають. За наявності у центрифугаті катіонів Sr²⁺ з нього при цьому випадає дуже повільно, протягом близько 20 хв., осад SrSO₄. Для перевірки осаду SrSO₄ досліджують на забарвлення полум’я газового пальника, яке за наявності Стронцію набуває карміново-червоного забарвлення.

Для визначення катіонів Ca²⁺ до проби досліджуваного розчину додають розчин лугу і отриманий при цьому осад гідроксидів важких металів відділяють центрифугуванням. До центрифугату додають розчин сульфатної кислоти до кислої реакції середовища, потім розчин амоніаку до нейтральної або слабколужної реакцій і протягом 3-5хв. нагрівають до кипіння для повного осадження BaSO₄, SrSO₄ та PbSO₄. Утворений осад сульфатів відділяють центрифугуванням. Центрифугат ділять на дві частини. До однієї частини додають розчин (NH₄)₂C₂O₄. При цьому за наявності катіонів Са²⁺ випадає білий осад кальцій оксалату. З другої частини центрифугату на предметне скло мікроскопа наносять краплю розчину і підсушують над полум’ям газового пальника так, щоб висохли краї плями. Розглядають під мікроскопом утворені на краях плями характерні голчасті кристали CaSO₄·2H₂O.

Катіони четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп виявляють за схемою аналізу суміші катіонів цих груп.

Якщо у розчині були виявлені катіони другої та третьої аналітичних груп, то при виявленні катіонів Hg²⁺ у відповідності до ходу аналізу суміші катіонів четвертої-шостої аналітичних груп, з розчину мають бути видалені катіони Hg₂²⁺. Для виявлення катіонів Al³⁺ слід повністю видалити з розчину катіони Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺. Виявленню катіонів As³⁺ та As⁵⁺ за реакцією з КІ, а також виявленню катіонів Zn²⁺ заважають катіони Pb²⁺.Тому перед тим, як виявляти катіони IV-VI аналітичних груп, до розчину слід додати невелику кількість розведених HCl та H₂SO₄ та відділити утворений при цьому осад AgCl, Hg₂Cl₂, PbSO₄, BaSO₄, SrSO₄ центрифугуванням.

Слід зазначити, що всі інші катіони IV-VI аналітичних груп, крім йонів Hg²⁺, AsO₄^3–, Al³⁺ та Zn²⁺, можуть бути виявлені за методом аналізу суміші катіонів цих груп і без видалення з досліджуваного розчину катіонів другої та третьої аналітичних груп.

Треба враховувати, що за наявності у розчині катіонів Ca²⁺ внаслідок значної розчинності CaSO₄ вони також будуть у розчині з катіонами IV-VI аналітичних груп. Катіони Са²⁺ заважають виявленню йонів Al³⁺ алізарином. Проте при розчиненні осаду Al(OH)₃, H₂SnO₃, Zn₂(OH)₂CO₃, а також CaCO₃ у хлоридній кислоті та подальшій обробці отриманого розчину розчинами амоніаку та амоній хлориду катіони Ca²⁺ залишаються у розчині разом з [Zn(NH₃)₄]²⁺.