АНАЛИТИЧЕСКИЕ КЛАССИФИКАЦИИ ИОНОВВ качественном анализе неорганических веществ преимущественно анализируются растворы солей, кислот, оснований, которые в водном растворе находятся в виде ионов. Поэтому химический анализ водных растворов электролитов сводится к открытию отдельных ионов, а не элементов или их соединений. Качественный анализ неорганических веществ делится на качественный анализ катионов и качественный анализ анионов. Для удобства обнаружения ионы делят на аналитические группы. Классификация ионов на аналитические группы основана на отношении ионов к действию групповых реагентов, на сходстве и различии растворимости образуемых ими соединений и на других признаках. Систематический метод анализа называют по имени применяемого группового реагента. Например. Для катионов выделяют сероводородный метод, групповым реагентом этого метода служит сульфид аммония (NH4)2S, сероводород H2S в кислой среде. Кислотно-основная классификация катионов В нашем курсе рассматривается кислотно-основная классификация катионов, которая основана на действии кислот и оснований. По этой классификации (таблица 2) катионы II и IIIаналитических групп имеют групповой реагент разбавленную соляную HCl и серную H2SO4 кислоту соответственно. В IV аналитическую группу сведены катионы, образующие основания с амфотерными свойствами и растворяющиеся в избытке щелочи, которая является групповым реагентом на эту группу. V и VI аналитические группы имеют групповой реагент - концентрированный раствор (25%) аммиака. Катионы VI аналитической группы образуют с концентрированным раствором аммиака растворимые комплексные аммиакаты, а катионы V аналитической группы от действия концентрированного раствора аммиака образуют осадки гидроксидов. Классификация анионов Известно много классификаций анионов, но каждая имеет преимущества и недостатки. Например, есть классификация анионов по их окислительно-восстановительным свойствам: анионы - окислители, анионы - восстановители, индифферентные анионы. Известна классификация анионов по действию катиона Ba2+: анионы, образующие осадок с катионом бария, и анионы, не образующие осадка с катионом бария. Наша программа рассматривает классификацию анионов, которая основана на различной растворимости солей серебра, бария соответствующих анионов. Классификация анионов, рассматриваемых в данном курсе, представлена в таблице 3. Групповым реагентом на I аналитическую группу анионов, в которую входят анионы SO42-, CO32-, PO43-, SiO32-, является соль бария (BaCl2 или Ba(CH3COO)2). Катион Ba2+ c анионами I группы образует осадки белого цвета состава: BaSO4, BaCO3, Ba3(PO4)2, BaSiO3. Если проводить действие катионом Ba2+ в нейтральной среде, то образуются осадки всех анионов I группы. Если проводить эту реакцию в кислой среде, то выпадет осадок только BaSO4, который не растворяется в кислотах. Осадки BaCO3, Ba3(PO4)2 растворяются в кислотах HCl, HNO3, CH3COOH. Осадок BaSiO3 разлагается кислотой до H2SiO3 в виде геля. Таблица 2 Аналитическая кислотно-основная классификация катионов.
Групповым реагентом на II аналитическую группу анионов (Cl-, S2-) является AgNO3 в присутствии HNO3. Образуются осадки: AgCl - белого цвета, Ag2S - черного цвета. Осадок AgCl не растворяется в кислотах, но растворим в концентрированном растворе аммиака с образованием бесцветного раствора комплексного соединения [Ag(NH3)2]Cl. Осадок Ag2S не растворяется в аммиаке и холодной HNO3, но растворяется в горячей HNO3. При действии AgNO3 в нейтральной среде анионы I группы могут образовать белые осадки Ag2SO4, Ag2CO3, желтые осадки Ag3PO4, Ag2SiO3. Осадок Ag2SO4 выпадает из концентрированных растворов и растворяется в воде при разбавлении. Осадки карбоната, фосфата, силиката серебра растворяются в аммиаке, в азотной кислоте. Ag2SiO3 разлагается минеральной кислотой до H2SiO3. Например. Растворение в аммиаке идет по уравнению: Ag2CO3 + 4 NH3 = 2 [Ag(NH3)2]+ + CO32- При действии AgNO3 в кислой среде анионы I аналитической группы не образуют осадка Редкие анионы VO3-, MoO42-, WO42- могут образовать осадки с катионами Ag+, Ba2+ состава Ag2MoO4 (белый), Ag2WO4 (белый), AgVO3 (желтый), белого цвета осадки BaMoO4, BaWO4, Ba(VO3)2. Молибдаты растворяются в щелочах, кислотах. Вольфраматы растворяются в щелочах и не растворяются в кислотах. Анионы, как правило, открывают дробным методом в отдельных порциях раствора. Имеются реагенты, которые осаждают или действуют определенным образом на некоторые группы анионов (табл. 3). Таблица 3 Аналитическая классификация анионов
|
