Аналитическая классификация катионов и анионов

Катион — положительно заряженный ион.

Анион — отрицательно заряженный ион.

Аналитическая классификация катионов

В качественном анализе неорганических веществ исследуют растворы солей, кислот и оснований, которые находятся в диссоциированном состоянии. Поэтому химический анализ водных растворов электролитов сводится к открытию отдельных ионов, а не элементов или соединений.

Для удобства обнаружения ионы делят на аналитические группы. В основу классификации ионов в аналитической химии положено различие в растворимости образуемых ими соединений, позволяющее отделять одни группы ионов от других.

Существует 3 классификации катионов: сероводородная (сульфидная), аммиачно-фосфатная и кислотно-основная. В основном используют кислотно-основную классификацию, т.к. она более проста.

Кислотно-основная классификация основана на различной растворимости в воде хлоридов и сульфатов и на различной растворимости в воде, избытке щелочи и в водном растворе аммиака. Групповыми реактивами являются соляная и серная кислоты, щелочь и водный раствор аммиака. В таблице приведена кислотно-основная классификация катионов, которая выделяет шесть аналитических групп.

 

№ группы	Катионы	Групповой реагент	Характеристика группы
I	K^+, Na^+, NH4^+	Нет группового реагента	Хлориды, сульфаты, гидроксиды растворимы в воде
II	Ag^+, Pb^2+, [Hg2^2+]	2M HCl	Образование малорастворимых хлоридов
III	Ba^2+, Sr^2+, Ca^2+	2M H2SO4	Образование малорастворимых в воде и кислотах сульфатов
IV	Al^3+, Cr^3+, Zn^2+, Sn^2+, Sn^4+, As^3+, As^5+	2M NaOH	Образование растворимых солей типа NaAlO2, Na2ZnO2, NaCrO2, Na2SnO2
V	Fe^2+, Fe^3+, Mn^2+, Mg^2+, Bi^3+, Sb^3+, Sb^5+	2M NaOH	Образование малорастворимых гидроксидов
VI	Cu^2+, Cd^2+, Co^2+, Ni^2+, Hg^2+	2M NH4OH (избыток)	Образование растворимых комплексов – аммиакатов

 

Аналитическая классификация анионов

Анионы по элементарному составу, как правило, сложнее, чем катионы, но анализ осуществляется проще, т.к. они не мешают открытию друг друга. Поэтому анализ выполняется дробным методом в отдельной порции исследуемого раствора, не соблюдая строгой последовательности в их обнаружении.

Общепринятой аналитической классификации анионов на группы не существует. Наиболее распространенная классификация анионов делит их на 3 аналитические группы, по растворимости бариевых и серебряных солей.

№ группы	Анионы	Групповой реагент
I	SO4^2-, SO3^2-, S2O3^2-, CO3^2-, PO4^3-, SiO3^2-	BaCL2 в нейтральной или слабощелочной среде
II	CL^-, Br^-, I^-, S^2-	AgNO3 в присутствии HNO3
III	NO3^-, NO2^-, CH3COO^-	Не имеет

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Гравиметрический анализ

Количественный анализ - метод исследования вещества, который позволяет определить в каких количественных отношениях находятся входящие в него составные части.

Методы количественного анализа

Сделать заключение о количественном составе исследуемого вещества можно:

1. Путем измерения массы, с помощью точнейшего измерительного прибора- аналитических весов.

2. Путем измерения объемов растворов или газов.

3.Путем измерения оптических, электрических, магнитных и других физических характеристик вещества

Таким образом методы количественного анализа могут быть очень разнообразными, но их делят на химические, физические и физико- химические.

Химические методы основаны на химических реакциях. Физические на изучении физических свойств. Физико-химические на изучении физических явлений, происходящих при химических реакциях.

В химическом количественном анализе различают 2 метода:

Ø гравиметрический (весовой) - это такой метод, в котором массу вещества измеряют путем взвешивания его на аналитических весах

Ø титриметрический (объемный) - это такой метод, в котором массу вещества измеряют путем измерения объема раствора, затраченного на реакцию

Подготовка посуды для гравиметрического анализа

При выполнении гравиметрического анализа требуется следующая химическая посуда:

· стеклянный бюкс (весовой стаканчик, пробирка) для взвешивания твердых и жидких веществ;

· фарфоровые тигли для озоления фильтров и прокаливания осадков;

· термостойкие химические стаканы для осаждения, растворения веществ т.д.;

· стеклянные палочки с резиновыми наконечниками и без них для отделения осадков, перемешивания, собирания частичек осадка со стенок стакана;

· промывалка;

· воронка для фильтрования;

· колбы для сбора фильтрата;

· эксикатор для охлаждения и хранения осадков.

Стеклянная посуда должна быть тщательно вымыта, так как от ее чистоты в значительной степени зависят результаты анализа. Посуду промывают водой и загрязненные места оттирают ершами, затем тщательно моют горячим раствором соды или мыла, снова промывают водопроводной водой и ополаскивают дистиллированной водой. Посуда считается чистой, если на внутренних стенках не будет наблюдаться капель, и вода будет стекать ровным слоем.

Фарфоровые тигли перед озолением в них фильтров с осадком протирают фильтрованной бумагой для удаления механических загрязнений и прокаливают до постоянной массы, определяемой взвешивание на аналитических весах.