Тема лекции: классификация катионов и анионов ТП9-11, преподаватель Толокнова Т.Н.

Тема лекции: классификация катионов и анионов ТП9-11, преподаватель Толокнова Т.Н.

План лекции

1. Классификация катионов.

2. Классификация анионов.

1. Классификация катионов

Существует несколько схем классификации катионов по аналитическим группам. Одной из наиболее распространенных является классификация, основанная на свойствах хлоридов, сульфидов и карбонатов. При разделении по так называемому сероводородному методу систематический ход анализа заключается в следующем:

1. Раствором хлороводородной кислоты осаждают нерастворимые хлори-

ды: АgС1, Нg₂Сl₂и РЬС1₂. Таким образом, катионы Аg⁺, Нg₂²⁺, Рb²⁺ составляют так называемую V аналитическую группу.

2. Раствор, имеющий кислую реакцию, обрабатывают сероводородом.

При этом в осадок переходят катионы меди (II), кадмия (II), ртути (II), висмута (III), мышьяка, сурьмы и олова, сульфиды которых нерастворимы в разбавленных кислотах. Эти катионы образуют IV аналитическую группу.

3. Оделив раствор от осадка, его нейтрализуют до слабо щелочной реакции и обрабатывают сульфидом аммония, который осаждает катионы железа, цинка, марганца (II), никеля (II), кобальта (II), хрома (III), алюминия (III) и ряда других элементов. Эти катионы составляют III аналитическую группу.

4. После отделения осадка, содержащего катионы III группы, катионы щелочноземельных элементов (кроме магния) осаждают из раствора в виде карбонатов. Эта группа называется II аналитической группой.

5. После отделения карбонатов II группы в растворе остаются катионы щелочных металлов, магния и аммония, которые не имеют группового реагента и составляют I аналитическую группу.

Итак, в основу классификации катионов положено различие в растворимости образуемых ими соединений, позволяющее отделять одни группы ионов от других.

Применение групповых реагентов позволяет задачу анализа свести к определению катионов в пределах группы, если она присутствует в растворе.

Неметаллы в воде содержатся обычно в виде анионов соответствующих кислот. Исключение составляет азот, который может существовать как в фор-

ме анионов N0₃^– и NО₂^–, так и катиона NН₄⁺, и углерод, присутствующий в виде неорганических анионов и органических веществ. Кроме того, следует иметь в виду, что некоторые металлы также могут образовывать анионы, например такие, как СгО₄^2–, [А1(ОН)₆]^3– и ряд других.

2. Классификация анионов.

Анионы принято делить на три аналитические группы в зависимости от растворимости соответствующих солей бария и серебра. Групповыми реагентами служат хлорид бария и нитрат серебра.

А) Реакция с растворимыми сульфатами

Ион SО₄^2–осаждает кальций только из достаточно концентрированных растворов его солей. Осадок растворяется в сульфате аммония с образованием комплексной соли (NН₄)₂[Са(SО₄)₂]. Растворы солей кальция в отличие от бария и стронция не образуют мути с гипсовой водой.

Б) Реакция с гексацианоферратом (II) калия

Гексацианоферрат (II) калия K₄[Fе(СN)₆] из растворов солей кальция в присутствии аммонийной буферной смеси выделяет белый кристаллический осадок, нерастворимый в уксусной кислоте

Са²⁺+ 2NН₄⁺+ [Fе(СN)₆]₄– = Са(NН₄)₂[Fе(CN)₆]

Ион стронция не мешает обнаружению кальция, но барий образует аналогичный осадок и, следовательно, перед обнаружением кальция должен быть удален.

К 1 - 2 каплям раствора соли кальция прибавьте по капле растворов NН₄ОН и NН₄С1, нагрейте и осадите кальций действием 3-4 капель насыщенного раствора K₄[Fе(СN)₆]

В) Реакция с оксалатом аммония

Оксалат аммония (NH₄)₂С₂О₄ осаждает из растворов солей кальция белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция

Са²⁺+ С₂О4^2– = СаС₂О₄

К I - 2 каплям раствора соли кальция прибавьте столько же оксалата аммония. Нагревание способствует быстрому осаждению осадка, который растворим в минеральных кислотах, но не растворим в уксусной кислоте. Этой реакцией обнаруживают кальций, но только после удаления бария и стронция, которые также образуют аналогичные осадки.

Контрольные вопросы

1. Составить таблицу классификации катионов.

2. Составить таблицу классификации анионов.