КАЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В зависимости от используемых реагентов качественный химический анализ неорганической соли можно провести дробным или систематическим методом. Дробный анализ проводят, приливая к отдельным порциям определяемого раствора специфические или селективные реагенты (реактивы). При этом создают условия, когда определяемые компоненты не мешают определению друг друга. Однако специфических реагентов немного и перечень открываемых ими ионов невелик. Поэтому чаще используют систематический ход анализа, при выполнении которого используют групповые реагенты, добавляемые к анализируемому раствору в определенной последовательности (что и приводит к формированию системы). Совокупность ионов, дающих одинаковый аналитический сигнал с групповым реагентом, выделяют в аналитическую группу. Дальнейшее обнаружение ионов в пределах аналитической группы проводят с использованием специфических и селективных реагентов.

Классификация катионов. В зависимости от того, какие групповые реагенты лежат в основе проведения систематического анализа, различают сероводородную, фосфатную, кислотно-основную или какую-либо другую классификацию катионов. Мы будем придерживаться кислотно-основной классификации катионов, в основе которой лежит различная растворимость хлоридов, сульфатов, гидроксидов и аммиакатов металлов. В соответствии с этой классификацией наиболее часто определяемые ионы металлов (катионы) разделяют на шесть аналитических групп (см. табл. 3.1).

В данном случае в качестве групповых реагентов при делении катионов на группы используют растворы кислот и оснований, которые приливают к отдельным порциям анализируемого раствора в последовательности, представленной в табл. 3.1. По наличию или отсутствию аналитического сигнала судят о наличии или отсутствии катионов определяемой аналитической группы. Алгоритм установ-

Общая схема идентификации катионов при проведении анализа неорганической соли

Рис. 3.1. Общая схема идентификации катионов при проведении анализа неорганической соли

Окончание

Рис. 3.1. Окончание

Селективные и специфические реакции катионов

Таблица 3.2

п/п

Ион

Условия

Реагент

Аналитический

сигнал

Уравнение реакции

Мешающие

ионы

НПО

1

2

3

4

5

6

7

8

1

РЬ2+

CH^COONa (pH > 7)

К,Сг,07

Желтый осадок, растворяется в NaOH

2Pb2+ + Сг202- + Н20 = = 2PbCr04sl + 2Н+

Ba2+

2

Ва2+

CH^COONa (pH > 7)

К2Сг,07

Желтый осадок, не растворяется в NaOH

2Ва2+ + Сг702- +

+ 2СН7СООН +Н20 =

= 2BaCr04i + 2СНяСООН

Pb2+

10 мкг

3

Sr2+

Нагреть на вод. бане, потереть стекл. палочкой

CaS04

(насыщ. р-р)

Белый осадок

Sr2+ + SO2- = iSrS04

Ba2+

4

Са2+

Аммиачный буфер NH7- H,0 + NH4C1 ' (pH > 7) нагр. до кипения

K4[Fe(CN)6]

Белый кристаллический осадок, не растворяется в

сн,соон

Са2+ + K4[Fe(CN)6] +

+ nh4ci =

= CaKN H4[Fe(CN)6]sl + + 3K++C1-

Ba2+

1 мкг

5

Сг3+

Избыток реагента, нагр. до кипения

Трилон Б (ЭДТА, Na2H2Y)

Окрашивание раствора в фиолетовый цвет

Cr3+ + Na2H2Y=CrY- + + 2H+ + 2Na+

Са2+, Mg2+, Ni2+, Cu2+

6

Zn2+

0,02% Co(N07)2 потереть стекл. палочкой, pH = 3-7

(NH4)2[Hg(CNS)4l

Бледно-голубой

кристаллический

осадок

Zn2+ + Co2+ +

+ 2[Hg(CNS)-l2- = = Zn[Hg(CNS)4] x x Co[Hg(CNS4)]sL

Fe2+, Fe3+, Ni2+

30 мкг

1

2

3

4

5

6

7

8

7

А13+

На фильтр, бумагу наносят каплю р-ра, держат над аммиаком, наносят каплю ализарина, держат над р-ром аммиака, высушивают

С14Н602(0Н)2

ализарин

Ярко-красное малорастворимое соединение —

алюминиевый лак

А1(0Н)3 + ЗС14Н602(0Н)2 = = (C14H6030H)3AlU

+ зн2о

Cr3+, Zn2+,

Sn2+, Fe3+ и др.

0,5 мкг

8

Fe2+

1 капля НС1 (pH =1-2)

K3[Fe(CN)6]

Темно-синий осадок

Fe2+ + K3[Fe(CN)6] = = KFe[Fe(CN)6]-i + 2К+

Окислители

0,05

МКГ

9

Fe3+

1 капля НС1 (pH =1-2)

K4[Fe(CN)6l

Темно-синий осадок

Fe3+ + K4[Fe(CN)6] =

= KFe[Fe(CN)6]sl + 3K+

Щелочи

0,5 мкг

10

Mn2+

3—4 капли HN03 (1:1), встряхивание

NaBi03 тв.

Красно-фиолетовый цвет р-ра

2Mn2+ + 5NaBi03 +

+ 14H+ = 2MnO- + 5'Bi3+ + + 5Na+ + 7H,0

ci-,

больш. кол. Мп2+, восст-ли

2 мкг

11

Mg2+

Аммиачный буфер NHvH,0 + NH4C1 (pH = 9), перемешивание

Na,HP04

Белый кристаллический осадок

Mg2+ + po3- + NH + = = MgNH4P04i

Ва2+, Fe2+, Fe3+, Sr2+, Са2+, Ni2+

12

Ni2+

NH3H20(2h) 1—2 капли

c4h8n2o2

(p-в Чугаева)

Красный осадок

Ni2+ + 2C4H8N,07 =

= Ni(C4H7N202)2T+“2H+

Fe2+, Fe3+, Cu2+

0,16

МКГ

13

Cu2+

Избыток NH3-H,О

NH3 H,0 (конц.)

Интенсивый синий цвет

Cu2+ + 4NH3H,0 =

= [Cu(NH3)4]2+ + 4H20

Ni2+

40 мкг

1

2

3

4

5

6

7

8

14

nh4+

Избыток реагента

K2[HgI4] + KOH

реактив Несслера

Светло-коричневый

осадок

NH4+ + 2(HgI,)2- + 40H- = = [NH2Hg20|ll + 71- + 3H20

Fe3+, Cr3+, Ni2+, Co2+

0,25

мкг

15

к+

pH = 4-7

Na3Co(NO,)6

(раствор)

Желтый осадок K2Na[Co(N02)6]i

+ + Na^[Co(N02)6] =

= K2Na[Co(N02)6]l + 2Na+

nh4+,

щелочи

20 мкг

16

Na+

Пламя горелки

Ярко-желтый цвет пламени

Ba2+ и др.

0,003

мкг

ления аналитической группы и идентификации катиона в исходном растворе соли (ИРС) представлен на рис. 3.1. Идентификацию отдельного катиона внутри аналитической группы проводят с помощью специфических и селективных реагентов, которые при соблюдении определенных условий проявляют специфичность по отношению к одному из катионов данной группы (табл. 3.2).

Классификация анионов. В основу классификации анионов на три аналитические группы положена их различная способность к образованию труднорастворимых соединений с солями бария и серебра (табл. 3.3). Существуют и иные классификации, например с точки зрения окислительно-восстановительных свойств анионов.

При установлении аниона в составе соли к исследуемому раствору приливают групповые реагенты в той последовательности, в которой они приведены в табл. 3.3: сначала — раствор ВаС12 в нейтральной среде. Если при этом выпадает осадок белого цвета, то соль может представлять собой сульфат, карбонат, фосфат или оксалат какого- либо металла. Если при действии ВаС12 образуется осадок желтого цвета, то в составе соли присутствует хромат или дихромат. В отсутствие аналитического сигнала следует сделать вывод о том, что анионов бариевой (первой) группы в составе соли нет, следовательно, к исходному раствору следует добавить раствор AgN03 для установления наличия в нем анионов второй группы.

Если в составе соли есть хлорид-ионы, то при реакции с AgN03 образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, который растворяется в разбавленном аммиаке с образованием в растворе аммиа- катного комплексного катиона состава [Ag(NH3)2]+. Бромиды дают с ионами серебра светло-желтый осадок, растворимый в концентрированном аммиаке, а йодиды — темно-желтый осадок, который в аммиаке нерастворим. Если при добавлении хлорида бария и нитрата серебра к исходному раствору соли осадков не наблюдается, то, вероятнее всего, анализируемая соль образована одним из анионов растворимой группы. Чаще всего — это нитраты или ацетаты.

Идентификацию каждого индивидуального аниона внутри обнаруженной аналитической группы проводят с помощью селективных или специфических реакций и соответствующих реагентов (табл. 3.4).

Алгоритм анализа неорганической соли. Общий алгоритм проведения анализа неорганической соли включает следующие основные стадии.

I. Предварительные наблюдения и испытания (цвет соли, запах, агрегатное состояние, реакция окрашивания пламени, растворимость в воде).

Классификация анионов

Таблица 3.3

группы

Название

группы

Групповой

реагент

Анионы

Аналитический

сигнал

1

Бариевая

ВаС12 в нейтральной среде

so42-, со2-, с202-, Р043-, СгО^ , Сг202-

Образование осадков труднорастворимых солей бария

2

Серебряная

AgN03

(HN03)

СГ, Br, J- (S2-, CN-, SCN")

Образование осадков труднорастворимых солей серебра

3

Растворимая

NO3-,

СН3СОО-, (NO", МпО-)

Отсутствие аналитических сигналов при действии групповых реагентов предшествующих аналитических групп

II. Выбор растворителя и растворение соли (если соль растворили в кислоте или щелочи, то необходима стадия нейтрализации полученного раствора).

III. Определение аналитической группы катиона.

IV. Идентификация катиона внутри аналитической группы.

V. Определение аналитической группы аниона.

VI. Идентификация аниона.

VII. Написание брутто-формулы анализируемой соли.

В наглядной форме последовательность операций при анализе соли может быть представлена общей схемой, отображенной на рис. 3.2.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >