- •Сірководнева класифікація катіонів
- •Кислотно-основна класифікація катіонів
- •3.1. Ідентифікація катіонів за сірководневою схемою
- •3.1.1. Характеристика реакцій катіонів першої та другої аналітичних груп:
- •3.1.1.1. Реакції катіонів і аналітичної групи
- •Порядок відкриття катіонів першої аналітичної групи у невідомому розчині
- •3.1.1.2. Реакції катіонів другої аналітичної групи
- •3.1.1.3. Відкриття катіонів і та іі аналітичних груп в окремих розчинах
- •3.1.2. Характеристика реакцій катіонів III, IV I V аналітичних груп:
- •3.1.2.1. Реакції катіонів ііі аналітичної групи
- •3.1.2.2. Реакції катіонів IV аналітичної групи
- •3.1.2.3. Реакції катіонів V аналітичної групи
- •3.1.2.4. Відкриття катіонів III, IV, V аналітичних груп у невідомому розчині
- •3.2. Аналітичні реакції аніонів
- •3.2.1. Реакції аніонів і аналітичної групи
- •Аніон сульфату - so42–
- •Аніон сульфіту – so32–
- •Аніон карбонату - сo32–
- •Аніон фосфату - ро43–
- •3.2.2. Реакції аніонів другої аналітичної групи аніонів
- •3.2.3. Реакції аніонів ііі аналітичної групи
- •Аніон ацетату – ch3coo–
- •Аніон нітриту – nо2–
- •Аніон нітрату - no3–
- •3.3. Аналіз солей
- •Література
- •Контрольні запитання
Порядок відкриття катіонів першої аналітичної групи у невідомому розчині
Після виконання аналітичних реакцій студент одержує пробірку з розчином, що містить один з катіонів першої аналітичної групи. Потрібно визначити, який саме. У пробірку з невідомим розчином нічого додавати не можна, а тільки чистою піпеткою відбирати невеликі порції цього розчину у чисту пробірку і там виконувати аналітичні реакції. Порядок виконання аналітичних реакцій з окремими порціями невідомого розчину визначається їх специфічністю. Відкриттю натрію заважають іони NH4+ і Mg2+, а відкриттю К+ - іон NH4+. З іншего боку, відкриттю NH4+ Mg2+ та інші катіони першої групи не заважають. Тому спочатку треба відкрити NH4+ та Mg2+, а якщо вони відсутні, шукати К+ та Na+.
3.1.1.2. Реакції катіонів другої аналітичної групи
Груповий реактив (NH4)2CO3 – карбонат амонію - у слаболужному середовищі (рН 9), яке створюється амонійною буферною сумішшю (NH4Cl + NH4OH), осаджує катіони другої аналітичної групи (краще при нагріванні) у вигляді білих кристалічних осадів:
Ca2+ + CO32– CaCO3
Ba2+ + CO32– BaCO3
Виконання: в одну пробірку взяти 2 – 3 краплі розчину солі барію
(Ва(NO3)2 або BaCl2), в іншу - 2 – 3 краплі солі кальцію (Са(NO3)2 або СaCl2), додати у кожну 3 – 4 краплі NH4Cl, і 2 – 3 краплі NH4OH, нагріти і додати 3 – 4 краплі розчину (NH4)2CO3. Спостерігати утворення однакових за зовнішнім виглядом білих осадів.
За допомогою цієї реакції можна відкрити катіони другої аналітичної групи у присутності катіонів першої аналітичної групи, а також відділити будь–який катіон другої групи від будь–якого катіона першої аналітичної групи (крім NH4+).
Осад карбонатів розчиняється не тільки у сильних, а й у слабких кислотах, надлишок яких не заважає подальшому аналізу:
CaCO3 + 2CH3 COOH Ca2+ + 2CH3COO– + H2O + CO2;
BaCO3 + 2CH3 COOH Ba2+ + 2CH3COO– + H2O + CO2;
Катіони барію – Ва2+
1. Біхромат калію K2Cr2O7 (діхромат калію) утворює з іонами Ва2+ жовтий кристалічний осад хромату:
2Ba2+ + CrO72–+ H2O 2BaCrO4 + 2H+;
який розчиняється у сильних кислотах, але не розчиняється в оцтовій кислоті. Як видно з рівняння реакції, при перетворениі діхромату у хромат у розчині з‘являється сильна кислота (вільні іони Н+), яка спричиняє зворотню реацію – розчинення осаду. Для повного осадження Ba2+ потрібно змістити рівновагу вправо, зв‘язуючи іони Н+ ацетатом натрію у молекули оцтової кислоти, яка не заважає осадженню:
H+ + CH3 COO– CH3COOH
Виконання: у чисту пробірку взяти 2 – 3 краплі розчину солі барію
(Ва(NO3)2 або BaCl2), і додати 3 – 4 краплі жовтого розчину K2Cr2O7. Спостерігати утворення незначної кількості жовтого осаду. Додати 2 – 3 краплі розчину CH3COONa і спостерігати різке збільшення кількості жовтого осаду.
Катіони кальцію та усі інші катіони першої та другої аналітичних груп не заважають цій реакції.
Катіони кальцію – Са2+
1. Оксалат амонію (NH4)2C2O4 осаджує кальцій у видгляді білого кристалічного осаду оксалату кальцію:
Ca2+ + C2O42– = CaC2O4,
який розчиняється у сильних кислотах і не розчиняється в оцтовій кислоті.
Виконання: у чисту пробірку взяти 1 – 2 краплі розчину солі кальцію
(Са(NO3)2 або СaCl2), і додати 2 – 3 краплі розчину(NH4)2C2O4. Спостерігати утворення білого осаду.
Катіони барію утворюють з оксалатом амонію такий самий білий осад і заважають виконанню реакції на кальцій у невідомому розчині. Тому спочатку потрібно відкрити Ва2+ за допомогою K2Cr2O7, і відокремити осад, а вже потім до розчину, в якому відсутні іони Ва2+, додавати (NH4)2C2O4 і відкривати Са2+.