- •Лекция 3 качественный анализ
- •Окрашивание пламени соединениями некоторых элементов
- •Приемы и техника выполнения реакций
- •Классификация аналитических реакций
- •Классификация аналитических реагентов
- •2. Образование (мешающими ионами) соединений, препятствующих наблюдению аналитического сигнала.
- •3. Вероятность проведения аналитической реакции открытия невелика, например, в результате связывания реагента мешающими ионами. Устранение мешающих ионов в качественном анализе
- •1. Изменение кислотности среды
- •2. Окисление или восстановление мешающих ионов
- •3. Комплексообразование
- •4. Экстракция
- •5. Осаждение
- •Анализ индивидуального вещества
- •Создать условия протекания частной реакции;
- •Устранить мешающее влияние сопутствующих компонентов;
- •Зарегистрировать аналитический сигнал.
- •Обнаружить некоторые катионы.
- •2. Обнаружение окислителей и восстановителей.
- •Сульфидная (сероводородная) классификация
- •Связь сульфидной классификации катионов с электронной конфигурацией атомов и ионов
- •Кислотно-основная классификация
- •Связь кислотно-основной классификации катионов с электронной конфигурацией атомов и ионов
- •Классификация анионов
- •Классификация анионов
- •Первая группа анионов
- •Вторая группа анионов
- •Третья группа анионов
- •Качественные реакции на катионы и анионы
- •Катионы
1. Изменение кислотности среды
Для проведения многих реакций требуется определенное значение рН раствора. Изменяя рН, можно подавлять осуществление одних реакций и одновременно способствовать происхождению других.
Например, при обнаружении ионов Hg2+ с помощью SnCl2 в щелочной среде выделяется металлическая ртуть:
HgCl2 + SnCl2 + 6NaOH = Hg + Na2SnO3 + 4NaCl + 3H2O
Hg2+ + Sn2+ + 6OH– = Hg+ SnO32– + 3H2O
Кроме Hg2+ с ионами Sn2+ взаимодействуют ионы Bi3+ и Ag+:
2Ag+ + Sn2+ + 6OH– = 2Ag + SnO32– + 3H2O
2Bi3+ + 3Sn2+ + 18 OH– = 2Bi + 3SnO32– + 9H2O
Если проводить эту реакцию при рН ≈ 5 (ацетатный буферный раствор), то хлорид олова (II) в этих условиях восстанавливает только ионы Hg2+:
Hg2+ + Sn2+ + 4CH3COO– + 3H2O = Hg + H2SnO3 + 4CH3COOH
2. Окисление или восстановление мешающих ионов
Этот прием основан на том, что ионы одного и того же элемента, в которых этот элемент находится в разных степенях окисления, обладают разными свойствами.
Например, при обнаружении ионов Al3+ используют амфотерные свойства его гидроксида, который в избытке щелочи переходит в ион AlO2–:
Al3+ + 3OH– = Al(OH)3
Al(OH)3 + OH– = AlO2– + H2O
Алюминаты разлагаются в присутствии солей аммония:
AlO2– + NH4+ + 2H2O = Al(OH)3 + NH3•H2O
Мешает обнаружению иона Al3+ с помощью этих реакций ион Cr3+. Гидроксид хрома (III) тоже обладает амфотерными свойствами, растворяется в избытке щелочи, а образовавшиеся ионы CrO2– разлагается в присутствии солей аммония:
CrO2– + NH4+ + 2H2O = Cr(OH)3 + NH3•H2O
Мешающее действие ионов Cr3+ устраняют, окисляя его в щелочной среде пероксидом водорода:
3H2O2 + 2Cr3+ + 10 OH– = 2CrO42– + 8H2O.
Ион CrO42– в присутствии солей аммония не разлагается и уже, следовательно, не мешает обнаружению ионов Al3+.
3. Комплексообразование
Это один из наиболее простых и эффективных приемов устранения мешающего действия тех или иных ионов. Суть его заключается в том, что подбирают такой реагент, который давал бы с мешающим ионом бесцветное комплексное соединение.
Например, при обнаружении ионов Co2+ используется качественная реакция, в ходе которой образуется тиоцианатный комплекс [Co(SCN)4]2–. Однако если присутствуют ионы Fe3+, то образуется тиоцианатный комплекс [Fe(SCN)6]3–. Мешающее действие ионов железа устраняют, переводя их в бесцветный фторидный [FeF6]3– или фосфатный [Fe(PO4)2]3– комплексы.
Другой пример. При обнаружении ионов Cr3+ в виде Cr2O72– мешает ион Fe3+, обусловливающий желтую окраску раствора. Ионы железа переводят в бесцветный фосфатный комплекс [Fe(PO4)2]3–.
В некоторых случаях приходится избавляться от мешающих ионов путем их удаления из раствора. Для этого применяются экстракция или осаждение.
4. Экстракция
Для экстракции подбирают такой органический растворитель, чтобы обнаруживаемый и мешающий ионы оказались в разных фазах. Чаще всего в органический слой переводят обнаруживаемый ионы. В качестве экстрагентов применяют толуол, бензол, изоамиловый спирт, тетрахлорметан, хлороформ.
Например, обнаружению Co2+ в виде [Co(SCN)4]2– мешает ион Bi3+, образующий с тиоцианатным ионом окрашенное в желтый цвет соединение [Bi(SCN)4]–. В присутствии ионов Bi3+ комплекс [Co(SCN)4]2– экстрагируют амиловым спиртом, а соединение висмута остается в водном растворе.