В качественном анализе, в основном, исследуют растворы солей, кислот и оснований, которые в водных растворах находятся в диссоциированном состоянии. Химический анализ водных растворов электролитов сводится к открытию отдельных ионов, а не элементов или их соединений.
Таблица 6.1
Аналитическая классификация катионов
Номер |
Групповой реактив |
Катионы (Kt) |
Примечания |
|
группы |
под-группы |
|||
I |
1 |
нет |
NH4+, K+, Rb+, Cs+, Fr+ |
Осаждаются реактивами Na3[Co(NO2)6] и NaHC4H4O6 в виде Kt2Na[Co(NO2)6] и KtHC4H4O6 |
2 |
Li+, Na+, Mg2+ |
Не имеют общего реактива |
||
II |
(NH4)2CO3 |
Ca2+, Ba2+, Sr2+, Ra2+ |
Осаждаются в виде KtCO3. Не осаждаются реактивами (NH4)2S и H2S в виде сульфидов |
|
III |
1 |
(NH4)2S |
Be2+, Al3+, Ti4+, Cr3+, Zr4+, UO22+, Sc3+, Y3+, La3+, Hf4+, Ac3+, Th4+ |
Осаждаются из нейтральных или щелочных растворов в виде гидроокисей |
2 |
Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Ga3+, In3+ |
Осаждаются из нейтральных или щелочных растворов в виде сульфидов |
||
IV |
1 |
H2S |
Hg2+, Cu2+, Bi3+, Cd2+, Pd2+, Tl3+ |
Осаждаются из кислых растворов в виде сульфидов, которые нерастворимы в полисульфиде аммония (NH4)2Sn |
2 |
Sn2+, Sn4+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Ge4+, Au3+, Re4+, Ir4+, Pt4+, V5+, W6+, Mo6+ |
Осаждаются из кислых растворов в виде сернистых соединений, которые растворимы в полисульфиде аммония (NH4)2Sn |
||
V |
HCl |
Ag+, Pb2+, [Hg2]2+, Cu+, Au+, Tl+, Pt2+ |
Осаждаются в виде хлоридов |
Наиболее употребляемая классификация катионов на пять аналитических групп (автор – профессор Н.А. Меншуткин) основана на применении следующих групповых реактивов: соляной кислоты HCl, сероводорода H2S, сульфида аммония (NH4)2S, карбоната аммония (NH4)2CO3, прибавляемых к анализируемой смеси катионов в представленной последовательности (табл. 6.1).
Таблица 6.2
Аналитическая классификация анионов
Групповой реактив |
Анионы |
Примечания |
Ba(NO3)2 |
F-, VO3-, BO2-, CO32-, C2O42-, SO32-, S2O32-, SO42-, S2O82-, SiO32-, CrO42-, Cr2O72-, MoO42-, WO42-, GeO32-, PO3-, P2O74-, PO43-, AsO33-, AsO43-, IO3-, IO4-, C4H4O62-, SiF62-, SeO32-, SeO42-, TeO32-, TeO42- |
Образуют малорастворимые соли бария |
Продолжение табл. 6.2
Групповой реактив |
Анионы |
Примечания |
AgNO3 |
Cl-, Br-, I-, CN-, SCN-, S2-, Se2-, Te2-, [Fe(CN)6]3-, [Fe(CN)6]4-, VO3-, BO2-, CO32-, C2O42-, SO32-, S2O32-, SiO32-, CrO42-, MoO42-, WO42-, PO43-, AsO33-, AsO43-, C4H4O62- |
Образуют малорастворимые соли серебра |
Pb(NO3)2 |
F-, Cl-, Br-, I-, CN-, S2-, Se2-, Te2-, [Fe(CN)6]3-, [Fe(CN)6]4-, VO3-, BO2-, CO32-, C2O42-, SO32-, S2O32-, SiO32-, CrO42-, WO42-, PO43-, AsO33-, AsO43-, GeO32-, IO3-, SeO32-, SeO42-, TeO32-, TeO42- |
Образуют малорастворимые соли свинца |
Магнезиальная смесь: MgCl2 + NH4Cl + NH4OH |
F-, SiO32-, WO42-, PO43-, AsO33-, AsO43-, GeO32- |
Образуют малорастворимые соли магния |
KMnO4 в растворе H2SO4 |
Анионы-восстановители |
Обесцвечивание розового раствора |
Раствор йода I2 или KI3 |
Обесцвечивают бурый раствор |
|
HI или KI при рН < 7 |
Анионы-окислители |
Окрашивают раствор в бурый цвет |
HCl (разбавленная) |
CO32-, SO32-, CN-, S2-, NO2-, ClO-, CH3COO- |
Выделяют летучие кислоты |
H2SO4 (концентрированная) |
Cl-, Br-, I-, CO32-, C2O42-, SO32-, S2O32-, IO3-, CN-, NO2-, ClO- |
Выделяют твердые (S, I2), жидкие (ClO2, Br2) или газообразные (CO, CO2, ClO2, NO, SO2) продукты реакций |
Классификация анионов более сложна из-за многообразия степеней окисления элементов, она основана на растворимости солей бария, серебра, свинца, магния, а также на действии групповых окислителей и восстановителей (табл. 6.2).