3. Обнаружение ионов в смеси.

Обнаружение ионов проводят дробным и систематическим методом. Анализ, основанный на применении качественных специфических реакций называется дробным. В отдельных порциях раствора в произвольной последовательности проводят открытие отдельных катионов. Так на практическом занятии проводим анализ смеси катионов 4, 5 и 6 групп.

Однако, специфических реакций известно немного. Поэтому в качественном анализе применяют систематический ход анализа, при котором открытие ионов ведется в строгой последовательности, путем выделения групп катионов и анионов с помощью групповых реагентов. После чего внутри каждой группы с помощью тех или иных реакций разделяют и открывают индивидуальные катионы и анионы.

Систематический анализ используют в основном для обнаружения ионов в сложных многокомпонентных смесях. Он очень трудоемок и в настоящее время часто применяют дробно-систематический метод. При таком подходе используется минимальное число групповых реактивов, что позволяет наметить ход анализа в общих чертах, который затем осуществляется дробным методом.

4. Аналитическая классификация ионов.

Аналитическая классификация ионов связана с их разделением на аналитические группы при последовательном действии групповыми реагентами. Существует различные аналитические классификации катионов и анионов: сероводородная, кислотно-основная, тиоциамидная. Наиболее часто применяют сероводородную и кислотно-основную классификации катионов.

Сероводородная (сульфидная)

Сероводородная (сульфидная) классификация катионов основана на использовании в качестве групповых реагентов растворов хлороводородной кислоты, сероводорода, сульфида аммония и карбоната аммония. Катионы по этой классификации подразделяют на пять аналитических групп, в зависимости от растворимости их хлоридов, сульфидов и карбонатов (табл. 1):

Таблица 1. «Сероводородная (сульфидная) классификация катионов»

Группа	Катионы	Групповой реагент
I	Li+, Na+, K+, NH4+, Mg2+	Отсутствует
II	Сa2+, Ba2+, Sr2+	Раствор(NH4)2CO3 в аммиачном буфере (рН ≈ 9,2)
III	AI3+, Cr3+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+	Раствор (NH4)2S (рН = 7 – 9)
IV	Cu2+, Cd2+, Hg2+, Bi3+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, As3+, As5+	Раствор H2S при рН = 0,5 (HCI)
V	Ag+, Pb2+, Hg22+	Раствор HCI

Кислотно-основная классификация катионов.

Классификация основана на различной растворимости гидроксидов, хлоридов, сульфатов в воде, растворимости гидроксидов в избытке раствора гидроксида натрия или водном растворе аммиака.

Групповыми реактивами являются растворы кислот и оснований. классификация менее совершенна, чем сероводородная, и разработана менее детально, однако при ее использовании не требуется получение и применение токсичного сероводорода. Согласно кислотно-основной классификации катионы подразделяются на шесть аналитических групп (табл. 2).

Таблица 2 «Кислотно-основная классификация катионов»

группа	катионы	групповой реактив	характеристика осадков
I	К+, Na+, NH4+	-	Хлориды, сульфаты и гидроксиды растворимы в воде
II	Ag+, Pb2+, Hg22+	HCl	Хлориды нерастворимы в воде и разбавленных кислотах
III	Ba2+, Ca2+, Sr2+	H2SO4	Сульфаты нерастворимы в воде и кислотах
IV	Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+, Sn4+	NaOH (избыток)	Гидроксиды растворимы в избытке щелочи (амфотерны)
V	Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+, Sb3+, Sb5+,Bi3+	NaOH	Гидроксиды нерастворимы в избытке щелочи и аммиаке
VI	Cu2+, Co2+, Ni2+, Hg2+, Cd2+	NH4OH (избыток)	Гидроксиды не растворимы в щелочи, но растворимы в избытке аммиака

Аналитическая классификация анионов

Анионы образуют только p- и реже d-элементы периодической системы, которые, проявляя положительную степень окисления, обладают более сильными поляризующими свойствами, чем s-элементы. В связи с этим большое число анионов – это комплексы соответствующих элементов с кислородом (CrO₄^2-, SO₄^2- и другие).

Наряду с анионами кислородсодержащих кислот, имеют место анионы бескислородных кислот: CI^-, Br^-, S^2-.

Общепринятой классификации анионов не существует. Чаще всего принимают во внимание растворимость солей бария и серебра тех или иных анионов и их окислительно-восстановительные свойства в водных растворах. В любом случае удается логически разделить на группы только часть известных анионов, так что всякая классификация анионов ограничена и не охватывает все анионы, представляющие аналитический интерес.

По окислительно-восстановительным свойствам анионы делят на

• анионы окислители, в которых элемент проявляет высшую степень окисления (CrO4^2-, MnO₄^-, NO₃^-);

• анионы – восстановители (CI^-, Br^-, S^2-), в них p-элемент проявляет низшую степень окисления

• индифферентные анионы, не проявляющие в разбавленных растворах ни окислительных, ни восстановительных свойств (CO₃^2-, PO₄^3-, SO₄^2-, SiO₃^2-).

Окислительно-восстановительные свойства некоторых анионов с промежуточной степенью окисления элемента (SO₃^2-, NO₂^-) зависят от условий проведения реакций.

По растворимости солей бария и серебра анионы делят на три группы (табл. 3).

Таблица 3. «Классификация анионов»

Группа	Анионы	Групповой реагент
I	SO42-, SO32- , S2O32-, C2O42- , CO32- , B4O72-, BO2-, PO43-, AsO43-, AsO33-, F- SiO32-	Раствор BaCl2 в нейтральной или слабощелочной среде
II	Cl-, Br-, I-, IO3-, CN-, SCN-, S2-	Раствор AgNO3 в азотнокислой среде
III	NO3-, NO2-, CH3COO-	Отсутствует