Теоретичні основи аналітичної хімії

А) Загальна характеристика.

До цієї групи належать катіони елементів ІІ групи (головної підгрупи) періодичної системи Ba2+, Sr2+, Ca2+.

Катіони ІІ групи утворюють карбонати, що погано розчиняються у воді. Ця група катіонів осаджується з нейтрального розчину карбонатом амонію. Сульфіди катіонів ІІ групи розчиняються у воді. Елементи ІІ групи називають лужноземельними металами, при звичайній температурі вони розкладають воду.

Гідроксиди лужноземельних металів є досить сильними основами, лужні властивості їх зростають від кальцію до барію. Усі катіони двовалентні і безбарвні, їх солі можуть бути забарвленими лише при сполученні з забарвленими аніонами.

Хлориди, нітрати, ацетати барію, стронцію і кальцію добре розчиняються у воді. Сульфати, оксалаи, фосфати, силікати, Флориди і хромати лужноземельних металів погано розчиняються у воді. Розчинність сульфатів і хроматів зменшується від кальцію, стронцію до барію. Розчинність оксалатів, навпаки, збільшується від кальцію, стронцію до барію.

Б) Груповий реактив - карбонат амонію (NH4)2CO3.

В) Основні аналітичні реакції:

Барій.

Для виявлення іонів барію користуються реакціями утворення важкорозчинних сполук.

Карбонат амонію (NH4)2CO3 осаджує з нейтральних або лужнх розчинів солей барію білий аморфний осад ВаСО 3, який при нагріванні стає кристалічним, наприклад:

Ва 2++СО 32-=ВаСО 3

Карбонат барію розчиняється в мінеральних кислотах і в оцтовій кислоті.

Сірчана кислота (розведена) і розчинні сульфати (іони SO42-) осаджують з розчинів солей барію білий дрібнокристалічний осад BaSO4, який практично не розчиняється у воді:

Ba2++SO42-=BaSO4.

Реакція дуже чутлива, але виявленню іонів заважають іони Sr2+, Ca2+.

Гiпсова вода (насичений водний розчин гiпсу CaSO4*2H2O) з іонами барію на холоді утворює осад BaSO4. Сульфат стронцію осаджується гіпсовою водою лише при нагріванні або на холоді при тривалому стоянні.

Сульфат барію не розчиняється у розведених кислотах і лугах, але помітно розчиняється в концентровані сірчаній кислоті з утворюванням гідросульфату барію.

Сульфат барію також можна перевести в розчин, перетворивши його спочатку в карбонат, сплавленням у платиновому тиглі з сумішшю карбонатів натрію і калію.

Дихромат калію K2Cr2O7 з іонами барію утворює жовтий осад хромату барію BaCrO4:

Cr2O72-+2Ba2++H2O-2BaCrO4.

Осад BaCrO4 розчиняється в сильних кислотах, але не до кінця, тому щоб добитися повноти осадження барію, в розчин крім K2Cr2O7 добавляють CH3COОNa.

Ця реакція є характерною для іонів барію, вона застосовується також для відокремлення його від іонів стронція і кальція.

Оксалат амонію (NH4)2C2O4 з іонами барію утворює білий осад BaC2O4:

Ba2++C2O42-=BaC2O4.

Оксалат барію розчиняється в соляній і азотній кислотах, а також в оцтовій кислоті (при кип'ятінні).

Гідрофосфат натрію Na2HPO4 утворює з іонами барію білий осад BaHPO4.

Ba2++HPO42-=BaHPO4.

У лужному або аміачному середовищі випадає осад Ва 3(РО 4)2.

Родизонат натрію утворює з іонами барію червоний осад родизонату барію. Розведена (2 н.) соляна кислота не заважає утворенню родизонату барію. Сульфат-іони заважають реакції.

Забарвлення полум'я - леткі солі барію забарвлюють безбарвне полум'я в жовто-зелений колір. Якщо сіль барію не летка, її змочують концентрованою соляною кислотою. Стронцій.

Щоб виявити іони стронцію, користуються реакціями утворення важкорозчинних сполук.

Карбонат амонію (NH4)3CO3 утворює з іонами стронція білий аморфний осад карбонату стронцію SrCO3. при нагріванні цей осад стає кристалічним:

SrCl2+(NH4)2CO3=SrCO3+2NH4Cl.

Карбонат стронцію розчиняється в мінеральних кислотах і в оцтовій кислоті.

Сірчана кислота і розчинні сульфати осаджують іони стронцію у вигляді білого кристалічного осаду сульфату стронцію SrSO4. осад погано розчиняється в кислотах, його можна перевестив карбонат, а потім у розчин так само, як і BaSO4.

Гіпсова вода з іонами стронцію утворює осад SrSO4. це характерний реактив на іони стронція, але цій реакції заважають іони барія. Тому реакція з застосуванням гіпсової води проводиться тільки після повного відокремлення іонів барію.

Гідрофосфат натрію Na2HPO4 осаджує стронцій у вигляді білого осаду гідро фосфату стронцію SrHPO4:

SrCl2+Na2HPO4=SrHPO4+2NaCl.

Осад SrHPO4 розчиняється в мінеральних кислотах і оцтовій кислоті.

Оксалат амонію (NH4)2C2O4 утворює з іонами стронцію білий осад.

Родизонат натрію утворює з іонами стронцію бурувато-червоний осад родизонату стронцію. Осад розчиняється у 2 н. соляній кислоті. Іони кальцію і лужних металів виявленню іонів стронцію родизонатом не заважають. Реакцію проводять краплинним методом.

Забарвлення полум'ям -леткі солі стронцію забарвлюють безбарвне полум'я в характерний карміново-червоний колір.

Кальцій.

Карбонат амонію (NH4)3CO3 осаджує іони кальцію у вигляді білого аморфного осаду карбонату кальцію СаСО 3; при нагріванні осад стає кристалічним:

Са 2++СО 32-=СаСО 3.

Карбонат кальцію розчиняється в мінеральних кислотах і оцтовій кислоті.

Сірчана кислота і сульфати лужних металів осаджують іони кальцію тільки з концентрованих розчинів солей кальцію, утворюючи білий осад СаSO4:

Са 2++ SO42-= СаSO4

Гіпсова вода з розчинами солей кальцію осаду не утворює.

Оксалат амонію (NH4)2C2O4 утворює з іонами кальцію білий кристалічний осад оксалату кальцію СаС 2О 4:

Са 2++С 2О 42-=СаС 2О 4

Осад СаС 2О 4 розчиняється в мінеральних кислотах, але не розчиняється в оцтовій кислоті.

Виявленню іонів кальція заважають іони барі і стронція.

Гексаціано- (ІІ) ферат калію K4[Fe(CN)6] дає з іонами кальція білий осад гексаціано- (ІІ) ферат калію K4[Fe(CN)6] і кальцію K2Са[Fe(CN)6]. Ця реакція дає можливість виявити іони кальцію в присутності іонів стронцію.

Мікрокристалоскопічна реакція - на предметному склі до краплини розчину солі кальцію добавляють краплину розведеного розчину сірчаної кислоти.

Забарвлення полум'я - леткі солі кальцію (хлорид або нітрат) забарвлюють безбарвне полум'я в цеглисто-червоний колір.

Аналіз су мушу катіонів ІІ аналітичної групи.

Карбонати і фосфати катіонів цієї групи не розчиняються у воді. Розчинність сульфатів збільшується, а оксалатів зменшується в ряді барі, стронцій, кальцій: хромат барію не розчиняється в оцтовій кислоті, тоді як стронцій в цих умовах у вигляді хромату не осаджується.

Аналіз суміші катіонів ІІ групи:

виявлення іонів амонію; випробовування на присутність катіонів ІІ групи; осадження і відокремлення катіонів ІІ групи від І; розчинення осаду в оцтовій кислоті; виявлення іонів барію і відокремлення їх від іонів стронцію і кальцію; виявлення іонів стронцію і відокремлення іх від іонів кальцію; виявлення іонів кальцію.

Аналіз суміші пов'язаний з реакціями відокремлення, які здійснюються в певній послідовності.

Аналіз суміші катіонів І і ІІ аналітичних груп.

Схема: попередні досліди; виявлення присутності іонів амонію; проби на наявність карбонатів, фосфатів і сульфатів металів ІІ групи; виявлення катіонів ІІ групи; осадження катіонів ІІ групи; випробування на повноту осадження; відокремлення катіонів ІІ групи від катіонів І групи; виявлення та відокремлення барію; виявлення та відокремлення стронцію; виявлення кальцію.

ІІІ аналітична група катіонів.

А) загальна характеристика.

До катіонів ІІ групи належать катіони елементів ІІІ групи, побічних підгруп IV,V груп періодичної системи, а також елементів, розташованих у середній частині 4 великого періоду в їх нижчих валентностях. Катіони останніх елементів мають незакінчені електронні оболонки.

Сульфіди катіонів ІІІ групи відрізняються від сульфідів лужних і лужноземельних металів тим, що практично не розчиняються у воді. Вони розчиняються в розведених мінеральних кислотах.

Катіони ІІІ аналітичної групи не осаджуються сірководнем.

Сульфіди й гідроксиди катіонів ІІІ групи відрізняються за забарвленням. Сульфіди катіонів ІІІ групи часто утворюють колоїдні розчини, тому їх не можна відокремити від розчину фільтруванням або центрифугуванням. Добавляння амонійних солей або будь-якого іншого розчинного електроліту і нагрівання розчину сприяє коагуляції сульфідів.

Катіони ІІІ групи мають різну валентність. Властивості оксидів металів у відповідних гідроксидах слабшають із зростанням їх валентності.

Солі катіонів ІІІ групи у водних розчинах значною мірою гідролізують.

Іони ІІІ аналітичної групи (хрому, залізу, марганцю тощо) мають змінну валентність, тому в аналізі широко використовують їх реакції окислення і відновлення і розділення відповідних іонів.

Катіони ІІІ аналітичної групи є енергійними лігандами. Реакції комплексоутворення використовують для маскування тих або інших катіонів ІІІ групи.

Б) Груповий реактив - сульфід амонію (NH4)2S.

В) Основні аналітичні реакції

Алюміній.

Сульфід амонію (NH4)2S осаджує іони алюмінію у вигляді білого осаду Al(OH)3:

2Al3++3S2-+6HOH=2Al(OH)3+3H2S

Осад має амфотерні властивості і розчиняється в кислотах і лугах.

Їдкі луги NaOH, KOH з іонами алюмінія утворюють білий осад гідроксиду алюмінію Al(OH)3:

Al3++3OH-=Al(OH)3

Осад розчинюється в кислотах з утворенням відповідних солей. При розчиненні гідроксиду алюмінію в лугах утворюються комплексні іони. Сполуки, які утворюються при дії лугів називаються алюмінатами. Алюмінати у розчині зазнають гідролізу. Щоб йому запобігти, в розчині повинна бути велика концентрація іонів ОН- (добавлення надлишка їдкого лугу). Щоб реакцію гідролізу алюмінату довести до кінця, добавляють концентрований розчин або тверду соль NH4Cl.

Аміак NH4ОН осаджує з розчинів солей алюмінію білий осад Al(OH)3. осад має амфотерні властивості.

Карбонати лужних металів або амонію осаджують іони алюмінію у вигляді гідроксиду алюмінію Al(OH)3.

Ацетат натрію CH3COONa з розчинами солей амонію на холоді не утворює осаду, проте при кип'ятінні розчину він гідролізує, утворюючи білий пластичний осад основної солі:

2AlCl3+3Na2CO3+3H2O=2Al(OH)2+6NaCl+3CO2.

Тіосульфат натрію Na2S2O3 при кип'ятінні з розчином солі алюмінію утворює осад гідроксиду алюмінію і виділяє вільну сірку:

2Al3++3S2O32-+3HOH=2Al(OH)3+3S+3SO2.

Гідрофосфат натрію Na2HPO4 осаджує іони алюмінію у вигляді білого осаду фосфату алюмінію AlPO4, який практично не розчиняється в оцтовій кислоті, але розчиняється в мінеральних кислотах.

Алізарин з іонами алюмінію утворює комплексну сполуку червоного кольору, яка не розчиняється в оцтовій кислоті. Реакцію проводять в слабко кислому розчині.

Алюмінон з іонами алюмінію утворює комплексну сполуку червоного кольору, реакції заважають іони заліза, міді тощо.

Морин з іонами алюмінію у нейтральному або оцтовокислому розчині утворює флуоресціюючу сполуку зеленого кольору.

Реакція сухим способом - сполуки алюмінію (не леткі) при прожарюванні розкладаються з утворюванням Al2O3.

Хром.

Реакції іонів хрому (ІІІ):

-сульфід амонію (NH4)2S осаджує іони хрому у вигляді сіро-зеленого осаду гідроксиду хрому Cr(OH)3:

2Cr3++3S2-+6H2O=2Cr(OH)3+3H2S-Їдкі луги NaOH, KOH з іонами хрому утворюють сіро-зелений осад гідроксиду хрому Cr(OH)3, який має амфотерні властивості.

Аміак осаджує іони хрому у вигляді сіро-зеленого осаду Cr(OH)3, який майже не розчиняється в солях амонію і трохи розчиняється в надлишку аміаку.

-Карбонати лужних металів осаджують іони хрому у вигляді гідроксиду хрому Cr(OH)3.

-Ацетат натрію з іонами хрому осаду не утворює (ні на холоді, ні при кип'ятінні).

-Тіосульфат натрію осаджує гідроксид хрому так само, як гідроксид алюмінію.

-Гідрофосфат натрію осаджує іони хрому у вигляді зеленкуватого осаду фосфату хрому CrPO4, осад розчиняється в мінеральних кислотах і лугах.

-Реакція сухим способом - сполуки хрому (ІІІ) забарвлюють перли бури або гідрофосфату натрію в смарагдово-зелений колір.

Окислення хрому (ІІІ) до хрому (VІ - хром (ІІІ) у лужному середовищі окислюється в CrO42-, а в кислому середовищі - до Cr2O72-. Окислення проходить лише за допомогою сильних окислювачів, наприклад, бромною або хлорною водою, пероксидом водню або натрію, перманганатом калію, персульфатом амонію або калію, сухим способом.

Реакції іонів хрому (ІV) з іонами срібла, барію, свинця утворюють важкорозчинні сполуки.

-нітрат срібла AgNO3 осаджує іони хрому у вигляді цеглисто-червоного осаду Ag2CrO4:

Na2CrО 4+2AgNO3=Ag2CrO4+2NaNO3.

-хлорид барію утворює жовтий осад BaCrO4.

-ацетат свинцю з іонами утворює жовтий осад хромату свинцю PbCrO4.

Реакції відновлення-окислення: дихромат-іони в кислому середовищі окислюють йодид-іони довільного йоду; дихромат-іони в сильно кислому розчині окислюють сірководень або сульфіди до вільної сірки; іони хрому у кислому розчині взаємодіють з пероксидом водню і переходять у пероксид хрому синього кольору.

Бензидин окислюється хромат-іонами в присутності кислоти в бензидинові синь. Цю реакцію можна використовувати і для виявлення хрому (ІІІ), якщо його попередньо окислити до 6-тивалентного.

Залізо.

Реакції іонів заліза (ІІІ).

Сульфід амонію з іонами заліза утворює чорний осад сульфіду заліза (ІІІ) Fe2S3:

Fe2(SO4)3+6(NH4)2S=Fe2S3+3(NH4)2SO4.

Їдкі луги, а також аміак утворюють з іонами 3-валентного заліза червоно-бурий осад гідроксиду заліза (ІІІ) Fe(OH)3:

Fe3++3OH-=Fe(OH)3.

Карбонати лужних металів утворюють з іонами заліза (ІІІ) червоно-бурий осад основного карбонату заліза:

2Fe3++3CO32-+HOH=2FеOHCO3+CO2.

Ацетати лужних металів і амонію утворюють з іонами заліза (ІІІ) на холоді комплексні катіони, які забарвлюють розчин у темно-червоний колір.

Тіосульфат натрію відновлює іони заліза (ІІІ) до іонів заліза 9ІІ), в результаті чого утворюється тетратіонат натрію.

Гідрофосфат натрію з іонаим заліза (ІІІ) утворює блідо-жовтий осад фосфату заліза, що розчиняється в мінеральних кислотах і не розчиняється в оцтовій кислоті.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з залізом (ІІІ) темно-синій осад, який не розчиняється в розведених мінеральних кислотах, але розчиняється при добавлянні великого надлишку реактива. Ця реакція є характерною на іони заліза (ІІІ):

FeCl3+2Na2HPO4=FePO4+NaH2PO4+3NaCl.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію з іонами заліза (ІІІ) утворює осад, забарвлений в темно-коричневий колір.

Йодид калію КІ відновлює іони заліза (ІІІ) в іони заліза (ІІ).

Роданід калію або амонію з іонами заліза (ІІІ) утворює ряд забарвлених у червоно-бурий колір розчинних комплексних сполук, ця реакція характерна для іонів заліза (ІІІ).

Реакції іонів заліза (ІІ).

Сульфід амонію з іонами заліза (ІІ) утворює чорний осад сульфіду заліза (ІІ) FeS:

FeSO4+(NH4)2S=FeS+(NH4)2SO4.

Їдкі луги осаджують іони заліза (ІІ) у вигляді білого осаду гідроксиду заліза (ІІ).

Аміак осаджує білий осад гіроксиду заліза (ІІ).

Карбонати лужних металів і амонію осаджують іони заліза (ІІ) у вигляді білого осаду карбонату заліза (ІІ) FeCO3.

Гідрофосфат натрію з іонами заліза (ІІ) утворює білий осад гідро фосфату заліза (ІІ) FeHPO4. Осад розчинюється в оцтовій і мінеральних кислотах.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію утворює з іонами заліза (ІІ) темно-синій осад "турнбульової сині". Осад не розчиняється у кислотах, але розкладається лугами.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію осаджує іони заліза (ІІ) у вигляді білого осаду гексаціано-(ІІ)ферату заліза. Осад на повітрі поступово окислюється і перетворюється в синю "берлінську лазур" і червоно-бурий гідроксид заліза (ІІІ).

Диметилгліоксил (реактив Чугуєва) утворює з іонами заліза (ІІ) комплексну сполуку червоного кольору, яка розчиняється у воді. Реакція відбувається в аміачному середовищі.

Марганець.

Реакції іонів марганцю (ІІ)

Сульфід амонію утворює з іонами марганцю (ІІ) осад водного сульфіду марганцю світло-рожевого кольору:

MnSO4+(NH4)2S=MnS+(NH4)2SO4.

осад розчиняється в розведених кислотах і в оцтовій кислоті.

Їдкі луги осаджують іони марганцю у вигляді білого осаду Mn(OH)2, який розчиняється в розведених кислотах, солях амонію і не розчиняється в лугах. Осад на повітрі окислюється.

Аміак осаджує іони марганцю (ІІ) у вигляді Mn(OH)2

Але осадження відбуається не повністю.

Карбонати лужних металів і амонію осаджують іони марганцю (ІІ) і вигляді білого осаду карбонату марганцю MnCO3:

MnCl2+Nа 2СO3=MnCO3+2NaCl.

Гідро фосфат натрію утворює білий осад фосфату марганцю Mn3(PO4)2.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з іонами марганцю(ІІ) осад гексаціано-(ІІ)ферату марганцю, гексаціано(ІІІ)ферат калію утворює бурий осад гексаціано-(ІІІ)ферату магнію.

Реакції окислення марганцю(ІІ) у вищі валентні форми: іони марганцю(ІІ) можна окислити дією різних окислювачів у кислому та лужному середовищах, наприклад, за допомогою персульфату амонію, оксиду свинцю (ІV), сурику, вісмутату натрію, бромної або хлорної води, пероксиду водню, аміак ату срібла, бензидину.

Реакції сухим способом: при сплавленні сполуки марганцю (ІІ) із суміш. Na2CO3 і KNO3 (3:2) утворюється сіль марганцевої кислоти зеленого кольору, наприклад Na2MnO4.

Цинк.

Сульфіт амонію утворює з іонами цинку (ІІ) у нейтральному, слабко кислому і слабко лужному розчинах білий осад сульфіду цинку ZnS:

ZnSO4+(NH4)2S=ZnS+(NH4)2SO4.

Сірководень H2S з іонами цинку (ІІ) утворює білий осад сульфіду цинку, який розчиняється в мінеральних кислотах.

Їдкі луги з іонами цинку утворюють білий амфотерний осад гідроксиду цинку. Осад розчинюється в кислотах і лугах.

Аміак утворює з іонами цинку осад гідроксиду цинку.

Карбонати лужних металів і амонію утворюють з іонами цинку)ІІ) білий осад основної солі змінного складу. Склад осаду залежить від концентрації розчину і температури.

Гідрофосфат натрію з іонами цинку (ІІ) утворює білий осад фосфату цинку, який розчиняється у оцтовій і мінеральних кислотах. Осадження відбувається не повністю.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює білий осад гексаціано-(ІІ)ферат цинку і калію, осад нерозчинний укислотах, але розчиняється у їдких лугах.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію утворює коричнево-жовтий осад гексаціано-(ІІІ)ферату цинку.

Терародано-(ІІ)меркурат амонію в присутності сульфату міді утворює фіолетовий осад,, з розчином солі міді, цинку утворює відповідні комплексні сполуки зеленого та білого кольору, в присутності іонів кобальту (ІІ) утворює блакитний осад.

Дитизон утворює в нейтральному або слабко лужному середовищі внутрішньо комплексну сполуку дитизонату цинку, який розчиняється в хлороформі, бензолі та іншиз розчинниках.

Кобальт.

Сульфід амонію утворює з іонами кобальту (ІІ) чорний осад сульфіду кобальту, який свіже осадженим розчинюється в розведених кислотах.

Їдкі луги утворюють з іонами кобальту синій осад основної кислоти, який на повітрі поступово окислюється, перетворюючись на гідроксид кобальту (ІІІ).

Аміак з іонами кобальту утворює синій осад основної кислоти, брудно-жовтого кольору.

Карбонати лужних металів з іонами кобальта утворюють червонуватий осад основних солей кобальту змінного складу. Осад розчиняється в розведених кислотах, карбонаті амонію і аміаку.

Гідро фосфат натрію з іонами кобальта утворює фіолетовий осад фосфату кобальту, який розчиняється в оцтовій і мінеральних кислотах.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію осаджує іони кобальту у зеленкуватий осад гексаціано-(ІІ)ферату кобальту. Гексаціано-(ІІІ)ферат калію осаджує іони кобальту в бурувато-червоний осад гексаціано-(ІІІ)ферату кобальту.

Роданід амонію утворює з іонами кобальту забарвлену в синій колір комплексну сполуку, яка стійка в присутності ацетону.

Тетрародану-(ІІ)меркурат амонію утворює синій осад.

Нітрит калію KNO2 при дії на підкислений оцтовой кислотою розчин солі кобальту (ІІ) окислює його в кобальт (ІІІ).

Реактив Ільїнського - окислює кобальт (ІІ) в кобальт (ІІІ) і з останнім утворює сервоно-бурий осад внутрішньо комплексної солі. Осад не розчиняється в мінеральних кислотах.

Реакція сухим способом: утворення перлів бури; метод розтирання.

Нікель.

Сульфід амонію утворює з іонами нікелю (ІІ) утворює чорний осад сульфіду нікелю.

Їдкі луги утворюють зелений осад гідроксиду нікелю (ІІ). Осад розчиняється в кислотах, солях амонію і в аміаку.

Гідроксид амонію, добавлений у невеликій кількості до розчину солі нікелю, утворює зелений осад основної солі.

Карбонати лужних металів утворюють з іонами нікелю зелений осад карбонату нікелю, який розчиняється в кислотах, аміаку і карбонаті амоні.

Карбонат амонія з іонами нікеля утворює осад карбонату нікелю, що розчиняється в надлишку карбонату амонію.

Гідрофосфат натрія утворює з іонами нікеля (ІІ) зелений осад фосфату нікеля, що розчиняється в кислотах і в розчинах аміаку.

Гексаціанр-(ІІ)ферат калію утворює з розчином солі нікелю жовто-зелений осад гексаціано-(ІІ)ферату нікелю, який не розчиняється в кислотах, але розчиняється в концентрованому аміаку.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію осаджує жовто-бурий осад гексаціано-(ІІІ)ферату нікелю.

Диметилгліоксим (реакція Чугаєва) - в аміачному середовищі утворює з іонами нікелю внутрішньо комплексну сполуку яскраво-червоного кольору, який не розчиняється в розведеному аміаку, але не розчиняється в сильних кислотах і лугах.

Реакція сухим способом: сполуки нікелб утворюють з бурою в окислювальному полум'ї перли червоно-коричневого кольору.

Аналіз суміші катіонів ІІІ аналітичної групи.

Суміш можна проаналізувати дробним методом з перевіркою результатів систематичним аналізом.

Аналіз суміші катіонів ІІІ, ІІ і І аналітичних груп (при відсутності іонів SO42-, PO43-).

Аналіз виконують систематичним методом: спочатку відокремлюють катіони ІІІ групи від катіонів ІІ і І аналітичних груп, потім катіони ІІ групи від катіонів ІІ і І аналітичних груп, потім -катіони ІІ групи від катіонів І групи. Систематичний хід аналізу виконують також в межах кожної аналітичної групи. Перед систематичним аналізом проводять попередні випробування на предмет огляду зовнішнього вигляду суміші, її реакції.

Аналіз суміші катіонів ІІІ, ІІ і І аналітичних груп, що містять фосфат -іони.

Коли в досліджуваній суміші присутні фосфат-іони, для аналізу застосовують такі методи:

1. Методи, за якими аналіз проводять після осадження катіонів ІІІ, ІІ груп і магнію у вигляді фосфатів (добавляння надлишку фосфат-іонів).

2. Методи, які ґрунтуються на тому, що спочатку видаляють фосфат-іони з досліджуваної суміші, а потім виконують аналіз звичайним способом. Видалення фосфат-іонів можна провести залізо-ацетатним методом (в присутності буферної суміші повністю осаджують фосфат-іони).

IV аналітична група катіонів.

А) До цієї аналітичної групи катіонів належать катіони міді, срібла, кадмію, ртуті, свинцю, вісмуту та інш.

Характерним для катіонів цієї групи є те, що утворювані ними сульфіди не розчиняються в розведених кислотах (крім азотної) і в полісульфіді амонію.

Ця група поділяється на дві підгрупи: підгрупу срібла та підгрупу міді.

До підгрупи срібла належать іони Ag+, Pb2+, Hg22+. Їх хлориди не розчиняються у воді. До підгрупи міді належать іони Cu2+, Hg2+, Cd2+, Bi3+, хлориди яких розчиняються у воді.

гідроксиди катіонівIV групи (крім срібла) є слабкими основами, тому розчини їх солей мають кислу реакцію.

Для катіонів групи характерна здатність утворювати комплексні сполук.

Б) Груповим реактивом є сірководень (Н 2S) в кислому розчині.

В) Підгрупа срібла.

До цієї підгрупи крім зазначених іонів Ag+, Pb2+, Hg22+ належать також іони Cu+, Au+, Tl+.

Срібло.

Сірководень Н 2S з іонами срібла утворює чорний осад сульфіду срібла Ag2S:

2Ag++S2-=Ag2S.

Сульфід срібла не розчиняється в аміаку, ціанідах і тіосульфатах лужних металів, але при нагріванні розчиняється в азотній кислоті.

Соляна кислота і розчинні хлориди з іонами срібла утворюють білий сирнистий осад хлориду срібла:

Ag++Cl-=AgCl.

Осад під дією світла розкладається. Розчинність AgCl в аміаку з утворенням комплексної сполуки аміак ату срібла і руйнування цього комплексу при дії на нього кислотою використовують в аналізі для виявлення іонів срібла.

Їдкі луги утворюють з іонами срібла білий осад гідроксиду срібла, який швидко розкладається, утворюючи бурий осад оксиду срібла:

2AgNO3+2NaOH=2AgOH+2NaNO3

2AgOH=Ag2O+H2O.

Аміак з іонами срібла утворює бурий осад оксиду срібла Ag2O, який одразу розчиняється в надлишку аміаку.

Ag2O+4NH4OH=2[Ag(NH3)2]OH+3H2O.

Карбонати лужних металів з іонами срібла утворюють білий осад карбонату срібла, який розчиняється в аміаку або в (NH4)2CO3:

2AgNO3+(NH4)2CO3=Ag2CO3+2NH4NO3.

Гідро фосфат натрію утворює з іонами срібла жовтуватий осад фосфату срібла, який розчиняється в азотній кислоті та аміаку.

гексаціано-(ІІ)ферат калію з іонами срібла утворює білий осад гексаціано-(ІІ)ферату срібла, який не розчиняється в азотній кислоті та аміііаку, але розчиняється в ціаніді калію.

Гексаціано-(ІІІ) ферат калію утворює з іонами срібла оранжевий осад гексаціано(ІІІ)ферату срібла, який не розчиняється в азотній кислоті, але розчиняється в аміаку.

Бромід калію утворює з іонами срібла блідо-жовтий осад броміду срібла. Він не розчиняється в розведеній кислоті, погано розчиняється в аміаку, добре розчиняється в ціаніді калію і тіосульфаті натрію.

Йодид калію утворює жовтий осад йодиду срібла, який практично не розчиняється в аміаку, але добре розчиняється в ціаніді калію і тіосульфаті натрію.

Тіосульфат натрію утворює з іонами срібла білий сирнистий осад тіосульфату срібла, який розчиняється в надлишку реактиву.

Роданід калію з іонами утворює білий осад роданіду срібла, що не розчиняється в розведеній азотній кислоті і розчиняється в надлишку реактиву.

Хромат калію і дихромат калію утворюють відповідно цеглисто-червоний осад хромату срібла і темно-червоний осад дихромату срібла. Осади добре розчиняються в азотній кислоті, аміаку і погано - в оцтовій кислоті.

Виявлення срібла методом розтирання за допомогою пірогалолу: срібло відновлюється до металічного, реакційна суміш чорніє. Цій реакції заважає тільки нітрат ртуті.

Сірководень осаджує іони у вигляді сульфіду свинцю чорного кольору з нейтрального або слабко кислого розчину:

Pb2++H2S=PbS+2H+.

Осад не розчиняється в розведених кислотах, їдких лугах і сульфідах лужних металів, легко розчиняється в гарячій розведеній соляній азотній кислоті.

Соляна кислота і розчинні хлориди утворюють з іонами свинцю білий осад, який погано розчиняється в холодній воді, але значно краще - в гарячій:

PbS+8HNO3=PbSO4+8NO2+4H2O.

Їдкі луги в еквівалентній кількості осаджують іони у вигляді гідроксиду свинцю (ІІ) білого кольору, який розчиняється у кислотах, надлишку лугу, утворюючі плюмбіт.

Аміак утворює білий осад гіроксиду свинцю (ІІ), що не розчиняється в надлишку аміаку.

Карбонати лужних металів осаджують іони у вигляді основної солі.

Гідро фосфат натрію з іонами свинцю утворює білий осад фосфату свинцю, який розчиняється в азотній кислоті і лугах.

Тіосульфат натрію осаджує іони свинцю у вигляді білого осаду тіосульфату свинцю, який розчиняється в надлишку реактиву.

Розведена сірчана кислота і розчинні сульфати осаджують іони свинцю у вигляді білого осаду сульфату свинцю, який практично не розчиняється в розведеній сірчаній кислоті.

Хромат калію осаджує іони у вигляді хромату свинцю жовтого кольору, осад добре розчиняється в їдких лугах, погано розчиняється у розведеній азотній кислоті, і не розчиняється у воді.

Йодид калію з іонами свинцю утворює жовтий осад йодиду свинцю. В надлишку реактиву осад розчиняється.

Краплинна реакція з бензидином: бензидин окислюється оксидом свинцю (4), в результаті чого утворюється "бензидинові синь".

Дитизон з іонами срібла в нейтральних і слабколужниз розчинах утворює внутрішньо комплексну сполуку червоного кольору, яка не розчиняється у воді, але розчиняється в хлороформі та інших органічних розчинниках.

Використовується також мікрокристалоскопічна реакція.

Ртуть (І).

Сірководень осаджує суміш сульфіду ртуті (ІІ) і металічної ртуті:

Hg22++H2S=HgS+Hg+2H+.

Соляна кислота і її розчинні солі утворюють з іонами ртуті білий осад, що не розчиняється в розведеній азотній кислоті:

Hg2(NO3)2+2HCl=Hg2Cl2+2HNO3.

їдкі луги утворюють чорний осад оксиду ртуті (І), який не розчиняється в надлишку лугу.

Аміак з іонами ртуті утворює суміш металічної ртуті чорного кольору і амідонітрату ртуті білого кольору.

Карбонати лужних металів утворюють осад карбонату ртуті, який швидко розкладається на оксид ртуті (ІІ), металічну ртуть і оксид вуглецю (4).

Гідрофосфат натрію утворює з ііонами ртуті білий осад, який розчиняється в азотній кислоті.

Йодид калію утворює зеленкуватий осад йодиду ртуті.

Хромат калію утворює червоний осад хромату ртуті, що не розчиняється у лугах і в розведеній азотній кислоті.

Тіосульфат натрію осаджує в кислих розчинах суміш, яка складається з сульфіту ртуті (ІІ), металічної ртуті і сірки.

Хлорид олова (ІІ) утворює білий осад хлориду ртуті, який швидко відновлюється до металічної ртуті.

Металічна мідь відновлює іони ртуті до металічної ртуті.

Нітрит натрію відновлює іони ртуті (І) до металічної ртуті.

Аналіз суміші катіонів підгрупи срібла. Хлориди цих катіонів важко розчиняються у воді, отже якщо підкислити досліджуваний розчин розведеною соляною кислотою, то підгрупа срібла осаджується у вигляді білого осаду хлориду. Застосовують розведену соляну кислоту в невеликому її надлишку.

Хід аналізу: відокремлення катіонів підгрупи срібла від решти катіонів; відокремлення хлориду свинцю від хлоридів срібла і ртуті; виявлення свинцю; відокремлення хлориду срібла і виявлення ртуті; виявлення срібла.

Підгрупа міді.

Ртуть (ІІ).

Сірководень утворює білий осад, що поступово жовтіє, буріє, і стає чорним (осад сульфіду ртуті). Осад не розчиняється у соляній кислоті, розчиняється тільки в концентрованій азотній кислоті, царській водці, а також в інших кислотах в присутності окиснювачів.

Їдкі луги утворюють із солями ртуті (ІІ) нестійкий гідроксид, який одразу ж розкладається, утворюючи жовтий осад оксиду ртуті (ІІ).

Аміак осаджує ртуть у вигляді білої амідної сполуки.

Карбонат лужного металу осаджує ртуть (ІІ) у вигляді червоно-бурої основної солі.

Гідро фосфат натрію утворює білий осад фосфату ртуті, що розчиняється в азотній і соляній кислотах.

Хромат калію і з нітратом, і з хлоридом ртуті (ІІ) утворює осад хромату ртуті жовтого кольору.

Дихромат калію з хлоридом ртуті (ІІ) осаду не утворює, але осаджує ртуть (ІІ) у вигляді хромату ртуті тільки з розчинів нітрату ртуті (ІІ).

Роданід амонію утворює із солями ртуті (ІІ) білий осад роданіду ртуті, осад розчиняється в надлишку реактиву.

Йодид калію утворює оранжево-червоний осад йодиду ртуті, що розчиняється в надлишку реактиву.

Тіосульфат натрію при нагріванні з солями ртуті в кислому розчині утворює осад у вигляді суміші сульфіду ртуті і сірки.

хлорид олова (ІІ) спочатку відновлює хлорид ртуті (ІІ) до хлориду ртуті 9ІІ), потіп відновлює ртуть до металічної.

Металічна мідь відновлює іони до металічної ртуті.

Дитизон утворює оранжевий осад, який розчиняється в органічних розчинниках.

Дифенілкарбазид з розчином солі ртуті утворює осад синього або фіолетового кольору.

Мідь (ІІ)

Сірководень утворює з іонами міді чорний осад сульфіду міді CuS, осад не розчиняється в розведених соляній і сірчаній кислотах, але розчиняється при нагріванні в 2 н. азотної кислоти. Сульфід міді (ІІ) не розчиняється в сульфідах лужних металів, але помітно розчиняється в полісульфіді амонію, у надлишку ціаніду калію. На повітрі осад окислюється до СuSO4.

Їдкі луги з іонами утворюють блакитний осад гідроксиду міді Сu(OH)2, який має амфотерні властивості, частково розчиняється в надлишку лугів. Гідроксид міді розчиняється в органічних сполуках з утворюванням комплексних сполук.

Аміак у невеликій кількості осаджує основну сіль зеленуватого кольору Сu2(OH)2SO4, яка легко розчиняється у надлишку аміаку, утворюючи комплексні іони аміакату міді. Реакції заважають іони міді.

Карбонати лужних металів утворюють зеленкуватий осад основної солі.

Карбонат амонію утворює з іонами міді (ІІ) зеленуватий осад основної солі, що розчиняється у надлишку реактиву з утворенням аміакату міді.

Гідро фосфат натрію утворює з іонами міді блідо-блакитний осад змінного складу, що розчиняється в розведених оцтовій і мінеральних кислотах.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з іонами міді червоно-бурий осад гексаціано-(ІІ)ферату міді. Осад не розчиняється у розведених кислотах, розкладається лугами з утворюванням осаду гідроксиду міді, розчиняється в аміаку.

Тіосульфат натрію при нагріванні з підкисленим розчином солі міді утворює темно-бурий осад суміші сульфіду міді (І) із сіркою.

Йодиди калію з іонами міді утворює білий осад йодиду міді (І)

Роданід калію осаджує чорний осад роданіду міді (ІІ).

Тетрародано-(ІІ)меркурат амонію з іонами міді в присутності іонів цинку утворює осад темно-фіолетового кольору. Реакції заважають іони заліза, кобальту, нікелю.

Метали залізо, цинк, алюміній та інш., що стоять у ряду напруг лівіше від міді, відновлюють іони міді до металу.

Cu2++Fe=Cu+Fe2+.

Дитизон з іонами міді утворює внутрішньо комплексну сполуку червонувато-бурого кольору, яка розчиняється в органічних сполуках, наприклад, хлороформі.

Рубеановоднева кислота утворює з іонами міді чорний осад рубеанату міді.

Купферон з іонами міді утворює сірувато-білий осад внутрішньо комплексної сполуки, яка не розчиняється в розведених кислотах.

Реакція сухим способом: солі міді забарвлюють полум'я в блакитний або зелений колір.

Кадмій.

Сірководень осаджує іони кадмію у вигляді сульфіду, що практично не розчиняється в 0,3 н. мінеральних кислотах, у ільфіді амонію і їдких лугах. Розчиняється в соляній і сірчаній гарячих розведених кислотах, легко розчиняється при нагріванні і азотній кислоті, з виділенням сірки. Колір осаду залежить від кислотності середовища і температури осадження: у холодному лужному, нейтральному і слабко лужному середовищі він має жовтий колір; із збільшенням кислотності і підвищенні температури утворюються осади від оранжево-жовтого до червоного кольору.

Їдкі луги осаджують іони у вигляді білого гідроксиду кадмію, що не розчиняється в надлишку лугу, а розчиняється у кислотах.

Карбонат натрію або калію осаджує іони кадмію у вигляді основного карбонату кадмію білого кольору, який не розчиняється в надлишку реактиву.

Карбонат амонію з іонами кадмію утворює осад основного карбонату, який розчиняється в надлишку реактиву.

Гідро фосфат натрію осаджує іони у вигляді фосфату кадмію білого кольору, осад розчиняється в оцтовій і мінеральних кислотах.

Ціанід калію з іонами кадмію утворює білий осад ціаніду кадмію, який розчиняється у надлишку реактиву.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з іонами кадмію білий осад гексаціано-(ІІ)ферату кадмію, який розчиняється в мінеральних кислотах.

Роданід амонію не осаджує іони кадмію

Тіосульфат натрію не осаджує іони кадмію.

Йодид калію утворює з іонми кадмію розчинні комплексні сполуки.

Вісмут.

Сірководень утворює з іонами вісмуту темно-корчневий осад сульфіду вісмуту, який не розчиняється в соляній кислоті, але розчиняється при нагріванні в розведеній азотній кислоті і в гарячій концентрованій соляній кислоті.

Вода при добавлянні води в невеликій кількості до розчину солей вісмуту випадають основні солі білого кольору, які розчиняються в розведених мінеральних кислотах і осаджуються сірководнем у вигляді Bi2S3:

2BiOCl+3H2S=Bi2S3+2HCl+2H2O.

Їдкі луги утворюють білий осад гідроксиду вісмуту, що не розчиняється у надлишку розчину лугу, але розчиняється в кислотах.

аміак осаджує білу основну соль вісмуту, склад якої залежить від температури і концентрації розчину. Соль не розчиняється в надлишку аміаку.

Карбонати лужних металів і амонію утворюють з іонами вісмуту білий осад основного карбонату вісмуту.

Гідро фосфат натрію осаджує білий осад фосфату вісмуту., що не розчиняється в розведених мінеральних кислотах.

Дихромат калію в присутності ацетатного буферу утворює з іонами вісмуту жовтий осад дихромату вісмутилу. Осад розчиняється в мінеральних кислотах і не розчиняється в їдких лугах.

Йодид калію утворює з іонами вісмуту чорний осад йодиду вісмуту, цей осад розчиняється в надлишку реактиву з утворенням комплексної сполуки темно-оранжевого кольору.

Станіт натрію або калію в лужному розчині відновлює іони вісмуту з утворенням чорного осаду металічного вісмуту.

Аналіз суміші катіонів IV-I групи.

Проводять систематичним методом.

-попередні дослідження на іони амонію та заліза, хрому, марганцю, кобальту, нікелю; відокремлення катіонів підгрупи срібла; відокремлення катіонів підгрупи міді від катіонів перших трьох груп; аналіз на вміст катіонів перших трьох груп; відокремлення сульфіду ртуті від решти катіонів 4 групи; виявлення ртуті; видалення свинцю і надлишку азотної кислоти; відокремлення вісмуту від міді і кадмію; виявлення вісмуту; виявлення міді і кадмію.

V аналітична група катіонів.

А) до 5 аналітичної групи належать іони металів миш'яку, сурми, олова та інш. (молібдену, вольфраму…). Сульфіди катіонів 5 аналітичної групи не розчиняються в розведених кислотах, осаджуються сірководнем у кислому середовищі. Розчиняються при дії на них сульфідів і полісульфідів лужних металів або амонію. Сульфіди 5 групи реагують з азотною кислотою, утворюючі відповідні кислоти, виділяючи сірку.

Б) Груповий реактив - сірководень.

В) Характерні реакції.

Миш'як (.3)

Сірководень з нейтральних розчинів сульфідів миш'яку не осаджує. У 6 н. розчині HCl сірководень з іонами миш'яку утворює жовтий осад сільфіду миш'яку (ІІІ), який легко розчиняється в розчинах їдких лугах, у розчинах карбонатів лужних металів і амонію, в розчинах сульфідів і полісульфідів лужних металів і амонію, у концентрованій азотній кислоті і царській водці, не розчиняється у концентрованій HCl.

Тіосульфат натрію з іонами миш'яку в кислих розчинах утворює жовтий осад сульфіду миш'яку.

Нітрат срібла осаджує з нейтральних розчинів солей миш'яковистої кислоти жовтий осад арсеніту срібла, який розчиняється в азотній кислоті і аміаку.

Магнезіальна суміш із солями миш'яковистої кислоти осаду н утворює.

Сульфат міді в аміачному розчині утворює з арсенітами зеленувато-жовтий осад арсеніту міді.

Розчин йоду іони AsO33- в AsO43-.

Водень у момент виділення відновлює миш'як (5) і миш'як (3) до миш'яковистого водню, який із солями срібла або ртуті (2) утворює жовтий або бурий осад.

Миш'як (5).

Сірководень тільки при тривалому пропусканні його крізь гарячий сильно солянокислий розчин солі миш'якової кислоти осаджує суміш сульфідів миш'яку і вільну сірку. Осад сульфіду миш'яку (5) розчиняється в лугах, карбонатах лужних металів і амонію, в розчинах сульфідів, полісульфідів лужних металів і амонію, в концентрованій азатній кислоті, в царській водці, але не розчиняється в соляній кислоті.

Тіосульфат натрію з кислих розчинів при нагріванні осаджує сільфід миш'яку (3).

Нітрат срібла в нейтральному розчині утворює з іонами миш'якової кислоти осад арсенату срібла шоколадно-бурого кольору, який не розчиняється в азотній кислоті і аміаку.

Магнезіальна суміш із солями миш'якової кислоти утворює білий осад, цій реакції заважають іони РО 43-.

Молібдат амонію в азотнокислому розчині утворює із солями миш'якової кислоти жовтий осад арсеномолібдату амонію. Осад не розчиняється в азотній кислоті, але розчиняється в суміші соляної і азотної кислот, а також у лугах і аміаку.

Сульфід міді в аміачному розчині утворює з арсенатами осад блакитного кольору.

Йодид калію іонами миш'якової кислоти окислюється до вільного йоду. Іони AsO43- відновлюється до AsO33-.

Водень у момент виділення відновлює сполуки миш'яку (3) і миш'яку (5) до миш'яковистого водню з утворенням жовтої сполуки, яка розкладається водою.

Сурма (3)

Сірководень із 3 н.солянокислого розчину виділяє оранжевий осад, який розчиняється в концентрованій соляній кислоті і не розчиняється в розчинах карбонату амонію. Сульфід сурми розчиняється в розчинах сульфідів і полісульфідів лужних металів і амонію. Сульфід сурми (3) розчиняється в їдких лугах і осаджується з цих розчинів при підкисленні соляною кислотою.

Тіосульфат натрію в кислих розчинах утворює з іонами [SbCl6]3- оранжевий осад сульфіду сурми (3).

Дія води - іони SbCl63-при добавлянні великої кількості води утворюють білий осад оксихориду сурми, який розчиняється у винній кислоті.

Їдкі луги утворюють з іонами [SbCl6]3- білий осад метасурм'яної кислоти, осад розчиняється в лугах і кислотах.

Алюміній, олово, цинк та інші метали, що стоять лівіше від сурми, відновлюють у кислому розчині сполуки сурми до металу.

Метиловий фіолетовий з іонами [SbCl6]3- в солянокислому розчині утворює забарвлену в фіолетовий колір комплексну сполуку, яка екстрагується толуолом або бензолом.

Сурма (5).

Сірководень із солянокислого розчину осаджує іони у вигляді оранжевого осаду сульфіду сурми. Осад розчиняється в концентрованій соляній кислоті, їдких лугах, сульфіді і полісільфіді амонію.

Дія води - при розведені розчину солі сурми утворюється білий осад основної солі сурми.

Алюміній, магній, залізо та інші метали діють на розчин солей сурми (5) так само, як і на розчини солей сурми (3).

Метиловий фіолетовий реакція відбувається краще, якщо спочатку сурму (5) відновити до сурми (3).

Олово (2)

Сірководень з іонами олова (2) утворює осад шоколадного кольору, осад розчиняється в концентрованій соляній кислоті, але не розчиняється в розчинах сульфідів лужних металів і амонію. Легко окислюється.

Тіосульфат натрію із слабко кислих розчинів солей олова осаджує сульфід олова (2).

Їдкі луги утворюють з іонами олова 92) білий осад гідроксиду, який розчиняється у кислотах і лугах.

Аміак, карбонати лужних металів і амонію з розчинів солей олова (2) осаджують білий осад гідроксиду олова, який в надлишку реактиву не розчиняється.

Хлорид ртуті (2) утворює білий осад каломелі, ртуть відновлюється до одновалентної, а олово окислюється.

Солі вісмуту відновлюються лужними розчинами солей олова (2), утворюється чорний осад металічного вісмуту.

Гексаціано-(ІІІ) ферат калію відновлюється солями олова (2) до гексаціано-(ІІ)ферату калію, який утворює з іонами заліза (3) синій осад берлінської лазурі.

Металічний цинк відновлює іони олова (2) і олова (4) до металу. Розчин для реакції не повинен бути надто кислим.

Водень у момень виділення відновлює іони олова до олов'янистого водню. Цій реакції заважає миш'як.

Суміш диметилгліоксиму і хлориду заліза (3) в присутності винної кислоти утворює з іонами олова (2) сполуку червоного кольору. Реакції заважають іона заліза, нікеля, кобальту.

Фосфоромолібдат амонію відновлюється іонами олова (2) до молібденової сині.

Олово (4).

Сірководень із 2 н. солянокислого розчину солей олова (4) осаджує сульфід олова (4). Осад розчиняється в концентрованій соляній кислоті, в розчинах сульфідів і полісульфідів лужних металів і амонію, а також у їдких лугах.

Тіосульфат натрія в кислому розчині осаджує суміш сульфіду і гідроксиду олова (4).

Їдкі луги, аміак і карбонати лужних металів і амонію утворюються з іонами олова білий драглистий осад гідроксиду олова (4). осад розчиняється в надлишку лугу, концентрованій соляній кислоті.

Металічне залізо відновлює олово (4) тільки до олва (2).

Аналіз суміші катіонів 4 та 5 аналітичних груп.

При відсутності речовин, що не розчиняються в кислотах, проводять попередні досліди на виявлення іонів амонію, заліза (2), заліза (3), відокремлення катіонів підгрупи срібла 4 групи; відокремлення катіонів 5 аналітичної групи і підгрупи міді 4 групи від катіонів 3-2 груп; відокремлення сульфідів підгрупи міді від іонів 5 групи; руйнування тіосолей; відокремлення миш'яку від сурми і олова; виявлення миш'яку; відокремлення сурми від олова; виявлення сурми, виявлення олова; виявлення катіонів 3,2,1 аналітичних груп.

12. Характеристика аналітичних груп аніонів: а)загальна характеристика групи, б)дія групового реактиву. в)основні аналітичні реакції на аніони

Класифікація аніонів.

Поділ аніонів на групи ґрунтується на різній розчинності солей барію і срібла.

І група - аніони, солі барію яких погано розчиняються у воді.

ІІ група - аніони, Соля срібла яких погано розчиняються у воді і розведеній азотній кислоті.

ІІІ група - це аніони, які не утворюють важкорозчинних солей з іонами барію і срібла. до них належать сильні аніони-окислювачі і аніони оцтової кислоти.

І група аніонів.

А) Це борат-іони ВО 2-, В 4О 72-, карбонат-іони СО 32-, оксалат-іони С 2О 42-, силікат-іони SiO32-, фосфат-іони РО 43-, арсенат-іони AsO43-, арсеніт-іони AsO33-, сульфат-іони SO42-, сульфіт-іони SO32-, тіосульфат-іони S2O32-, хромат-іони CrO42-, фтори-іони F-.

Група поділяється на три підгрупи:

-аніони, барієві солі яких погано розчиняються в мінеральних кислотах і воді (сульфат-іони);

-аніони, барієві солі яких погано розчиняються в оцтовій кислоті і воді, добре розчиняються в мінеральних кислотах (оксалат-ііони, сульфіт-іони, хромат-іони, фтори-іони);

-аніони, барієві солі яких погано розчиняються у воді, але добре розчиняються в оцтовій і мінеральних кислотах.

Б) Груповий реактив - BaCl2 в слабколужному середовищі.

В)

Сірчана кислота і ракції сульфат-іонів.

Хлорид барію при взаємодії з сульфат-іонами утворює білий кристалічний осад, який практично не розчиняється у воді і кислотах:

SO42-+Ba2+-BaSO4

Нітрат свинцю при взаємодії утворює білий кристалічний осад, що практично не розчиняється у воді й кислотах, але добре розчиняється в ацетаті та тар траті амонію.

SO42-+Pb2+-PbSO4

Сірчиста кислота і реакції сульфіт-іонів.

Розведені сильні кислоти виділяють із сульфітів сірчистий газ, який виявляють за специфічним запахом:

SO32-+H+-HSO3-

Хлорид барію з нейтральних розчинів осаджує осад сульфіду барію, що добре розчиняється у мінеральних кислотах

SO32-+Ba2+-BaSO3

Хлорид барію не утворює осадів з розчинів сірчистої кислоти.

При дії сірководню на розчин сульфіту випадає в осад вільна сірка:

SO32-+2H2S+2H+>3S+3H2O

Нітрат срібла осаджує з нейтральних розчинів сульфітів, з водних розчинів сірчистої кислоти білий кристалічний осад сульфіту срібла, що добре розчиняється в амонію.

SO32-+2Ag+-Ag2SO3

Фуксин і малахітовий зелений (інш. органічні барвники) знебарвлюються нейтральними розчинами сульфітів.

Розчин йоду знебарвлюється сірчистою кислотою.

Розчини перманганату калію в присутності кислоти знебарвлюються сірчистою кислотою.

Щавлева кислота і реакції оксалат-іонів.

Хлорид кальцію осаджує білий кристалічний осад оксалату кальцію, що практично не розчиняється у воді, погано розчиняється в оцтовій кислоті, добре - в мінеральних кислотах

C2O42-+Ca2+-CaC2O4

Концентрована сірчана кислота при нагріванні віднімає воду і виділяє однакові об'єми вуглецю (2) й оксиду вуглецю (4).

Хлорид барію осаджує кристалічний білий осад оксалату барію, який розчиняється при кипінні розчину в надлишку оцтової або щавлевої кислоти:

C2O42-+Ba2+-BaC2O4

Нітрат срібла осаджує білий сирнистий осад оксалату барію, який практично не розчиняється у воді, добре розчиняється в нітратній кислоті й гідроксиді амонію

C2O42-+2Ag+-AgC2O4

Нітрат свинцю осаджує білий сирнистий осад оксалату свинцю, який розчиняється в нітратній кислоті.

Перманганат калію і оксид марганцю (4) в кислому середовищі відновлюється оксалатом до марганцю (4). Реакція відбувається при нагріванні.

Фтористоводнева кислота і реакції фторид-іонів.

Хлорид кальцію осаджує білий осад фториду кальцію:

2F-+2Ca2+-CaF2

Концентрована сірчана кислота розкладає Флориди з утворенням фтороводню.

CaF2+H2SO4-CaSO4+2HF

Нітрат срібла не утворює осаду з розчинами фтори дів.

Хлорид барію утворює об'ємистий білий осад фториду барію.

Використовується також реакція травлення скла.

Пероксид водню із солями титану або титанілу в кислих розчинах утворює розчинний пероксидноводневий комплекс титану або титанілу жовтого кольору.

Борна кислота і реакції борат-іонів.

Хлорид барію осаджує з помірно концентрованих розчинів білий метаборат барію, який розчиняється в надлишку хлориду барію і хлориду амонію

B4O72-+Ba2++3H2O-Ba(BO2)2+2H3BO3

Нітрат срібла осаджує з помірно концентрованих розчинів на холоді білий метаборат срібла.

Проводять реакцію з гліцерином, використовують куркумовий папірець, проводять реакції на забарвлення полум'я (коляр полум'я зелений).

Вугільна кислота і реакції карбонат-іонів.

Хлорид барію осаджує об'ємистий білий осад карбонату барію:

CO32-+Ba2+-BaCO3

Нітрат срібла осаджує білий карбонат срібла, що при нагріванні стає коричневим

CO32-+2Ag2+-Ag2CO3

Мінеральні кислоти (розведені - повільно, концентровані - енергійніше), оцтова кислота виділяють вуглекислий газ.

Кремнієва кислота і реакції силікат-іонів

хлорид барію осаджує білий осад силікату барію, осад розкладається кислотами:

Na2SiO3+BaCl2-BaSiO3+2NaCl

розведені кислоти виділяють з концентрованих розчинів силікатів об'ємистий драглистий осад кремнієвих кислот.