Систематичний аналіз катіонів першої аналітичної групи

Немає жодного реактиву, яким би можна було виявити той чи інший катіон першої аналітичної групи в присутності інших катіонів. Тому для аналізу катіонів першої аналітичної групи необхідно поступово виділити кожний катіон із суміші, а потім його виявляти.

Хід роботи

· У конічну колбу поміщають досліджуваний розчин, додають 2 н. розчин хлоридної кислоти. Утворений осад хлоридів центрифугують і промивають холодною водою. Центрифугат та промивні води не використовують.

· Промитий осад обробляють гарячою водою: плюмбум (II) хлорид переходить у розчин, а аргентум і меркурій(I) хлориди залишаються в осаді.

· У центрифугаті відкривають катіон Pb²⁺. Краще це зробити за допомогою калій йодиду. При наявності іона Pb²⁺ утворюється жовтий осад PbI₂, який за умов нагрівання розчиняється, а за умов охолодження знову випадає у вигляді золотистих кристалів.

· В осаді виявляють катіони Ag⁺ та Hg₂²⁺. Для цього до осаду приливають краплями розчин амоніаку. Якщо присутні катіони Hg₂²⁺, то осад почорніє. Аргентум хлорид під дією амоніаку переходить у розчин у вигляді комплексного амоніакату [Ag(NH₃)₂]⁺, а сіль [HgNH₂]Cl і ртуть залишаються в осаді. Осад відокремлюють.

· Центрифугат розділяють на дві частини, до однієї з них додають калій іодид, до іншої – нітратну кислоту. Якщо аргентум-катіони присутні у розчині, то у першому випадку утвориться жовтий осад аргентум йодиду AgI, у другому – білий осад аргентум хлориду AgCl: [Ag(NH₃)₂]Cl+2HNO₃®AgCl¯+2NH₄NO₃.

Систематичний аналіз катіонів четвертої аналітичної групи

Під час систематичного ходу аналізу суміші катіонів четвертої аналітичної групи враховуються такі їх особливості: гідроліз солей бісмуту й стибію, розчинність основних солей бісмуту у винній кислоті, нерозчинність мангану діоксиду у розведеній нітратній кислоті та розчинність в амоній хлориді магній гідроксиду.

Хід роботи

· З окремих проб досліджуваного розчину виявляють ферум(II)-катіони і ферум(III)-катіони у присутності всіх інших катіонів четвертої аналітичної групи: ферум(II)-катіон за допомогою калій гексаціаноферату(III), ферум(III)-катіон - калій гексаціаноферату(II).

· Якщо катіони четвертої аналітичної групи в досліджуваному розчині містяться у вигляді осаду гідроксидів, то його розчиняють у хлоридній кислоті, доводять рН до 6, а потім додають п'ятикратний об'єм дистильованої води. У присутності солей бісмуту й стибію випадає осад їх основних солей (SbOCl і BiOCl), який відділяють центрифугуванням і обробляють винною кислотою.

· Основні солі і стибій гідроксид розчиняються у винній кислоті. У виннокислому розчині виявляють стибій(3+)-іони за допомогою характерних реакцій.

· Осад, що містить основну сіль бісмуту, розчиняють у концентрованій хлоридній кислоті і відкривають бісмут(III)-катіон cтанум(II) хлоридом у лужному розчині.

· Центрифугат, що містить ферум(II)-, ферум(III)-, манган(II)- і магній-катіони, обробляють розчином їдкого лугу, додають гідроген пероксид, нагрівають.

· Осад, що містить ферум(III) гідроксид, манган діоксид, магній гідроксид, відокремлюють центрифугуванням і обробляють для розчинення магній гідроксиду амоній хлоридом. Магній-катіони виявляють у центрифугаті за допомогою динатрій гідрогенфосфату.

· Осад суміші ферум(III) гідроксиду й манган діоксиду обробляють розведеною нітратною кислотою для розчинення Fe(OH)₃, ферум(3+)-іони виявляють характерними реакціями в добутому розчині.

· Осад манган діоксиду розчиняють у хлоридній або сульфатній кислоті і виявляють манган-катіон реакцією окиснення його до аніона MnO₄^-.

 

Якісний аналіз аніонів

Аналіз аніонів відрізняється від аналізу катіонів. У більшості випадків аніони виявляють дрібним методом, тобто за допомогою окремих реакцій. Аніони розділяють тільки тоді, коли виявленню одного заважає інший.

Аніони поділяють на аналітичні групи. Групові реактиви використовують не для відокремлення групи аніонів, а для того, щоб зробити висновок: чи варто далі проводити реакції для виявлення кожного з іонів даної групи.

В основу класифікації аніонів покладена різна розчинність солей барію та аргентуму. Усі аніони можна поділити на три аналітичні групи.

Таблиця 6

Класифікація аніонів

Група	Аніони	Груповий реактив	Характеристика групи
	SO4^2-, SO3^2-, CO3^2-, SiO3^2-,PO4^3-, AsO4^3-, S2O3^2-, BO2^-, CrO4^2-	BaCl2 у нейтральному або слабко лужному розчині	Солі барію нерозчинні у воді
	Cl^-, Br^-, I^-, S^2-	AgNO3 у присутності HNO3	Солі аргентуму нерозчинні у воді і розведеній нітратній кислоті
	NO3^-, NO2^-, CH3COO^-	немає	Солі барію й аргентуму розчинні у воді

До першої аналітичної групи належать аніони, які з барій-катіонами утворюють практично нерозчинні у воді солі. Це такі аніони: SO₄^2-, SO₃^2-, PO₄^3-, CO₃^2-, SiO₃^2-, BO₂^-, AsO₄^3-, AsO₂^-, S₂O₃^2-, CrO₄^2-, Cr₂O₇^2-, MnO₄^-.

До другої аналітичної групи належать аніони, які з аргентум-катіонами утворюють солі, що погано розчиняються у воді і в розведеній нітратній кислоті. Це такі аніони: S^2-, Cl^-, Br^-, I^-, SCN^-.

До третьої аналітичної групи належать аніони, які не утворюють важкорозчинних солей з барій- та аргентум- катіонами. Сюди відносять аніони, які виявляють окисні властивості: NO₃^-, NO₂^-, ClO₃^-, CH₃COO^-.

Третя аналітична група не має групового реактиву. Щоб прискорити процес виявлення аніонів третьої аналітичної групи, до невеликого об'єму досліджуваного розчину добавляють краплями розчин дифеніламіну в концентрованій сульфатній кислоті. У присутності аніонів окисників у досліджуваному розчині з'являється інтенсивне забарвлення. Якщо такого забарвлення немає, то за відсутністю хромат-іонів можна зробити висновок, що всі аніони третьої аналітичної групи, крім етаноат-аніонів, відсутні.

Якщо досліджуваному розчині присутні хромат-іони, то перед дослідом із дифеніламіном їх треба відокремити (барій хлоридом).