Приложение 8. Качественный анализ водных растворов неорганических веществ

Качественный анализ позволяет обнаружить в водном растворе присутствие растворенных веществ, не позволяя при этом оценить их количества. Так как в воде большинство неорганических веществ диссоциирует на ионы, обнаруживают отдельные катионы и анионы.

При выполнении качественного анализа проводят качественные реакции. Качественная реакция – это реакция, которая переводит определяемый компонент (данный катион или анион) в химическое соединение, обладающее характерными свойствами. Вещество, которое используют для проведения качественной, реакции называют реактивом. Групповой реактив взаимодействует с несколькими компонентами. Компоненты, взаимодействующие с данным групповым реактивом, составляют аналитическую группу. Групповые реактивы используют для деления катионов и анионов на аналитические группы. Частный реактив образует характерное соединение только с одним компонентом. Частные реактивы используют для обнаружения компонентов в приделах одной аналитической группы. Деление катионов и анионов на аналитические группы представлено в таблицах 5, 6.

Таблица 5. Классификация анионов, основанная на реакциях осаждения

Группа	Анионы	Групповой реактив	Групповой признак
1	SO42-, CO32-, PO43-	BaCl2	Соли бария нерастворимы в воде
2	Cl-, Br-, I-, S2-	AgNO3	Соли серебра нерастворимы в воде
3	NO3-,CH3COO-		Соли бария и серебра растворимы в воде

Таблица 6. Кислотно-основная классификация катионов

Группа	Катионы	Групповой реактив	Групповой признак
1	Na+, K+, NH+
2	Ag+, Pb2+	HCl	Хлориды нерастворимы в воде и кислотах
3	Ca2+, Ba2+	H2SO4	Сульфаты нерастворимы в воде и кислотах
4	Zn2+, Al3+, Cr3+	NaOH (избыток)	Гидроксиды растворимы в избытке щелочи
5	Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+	NaOH	Гидроксиды нерастворимы в избытке щелочи
6	Cu2+,Co2+, Ni2+	NH4OH (избыток)	Гидроксиды растворимы в избытке аммиака

Качественный анализ катионов.

Анализ катионов второй аналитической группы (Ag⁺, Pb²⁺).

Окраска в растворе катионов Ag⁺, Pb²⁺ бесцветная.

1. Действие группового реактива.

Групповой реактив (HCl) образует с катионами осадки хлоридов белого цвета:

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

Pb²⁺ + Cl^- = PbCl₂↓.

Осадок AgCl растворяется в растворе аммиака:

AgCl↓ + 2NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O.

Этот комплекс разрушается иодидом калия с образование светло-желтого осадка AgI

[Ag(NH₃)₂]Cl + KI + 2H₂O = AgI↓ + 2NH₄OH.

Выполнение реакций. В первую пробирку поместить 1 мл раствора соли серебра, во вторую пробирку – 1 мл раствора соли свинца. В каждую пробирку долить раствор соляной кислоты. Наблюдать образование белых осадков хлоридов. Затем в каждую пробирку долить раствор аммиака, наблюдать растворение осадка хлорида серебра. В пробирку, в которой растворился осадок, добавить раствор иодида калия. Наблюдать образование светло-желтого осадка иодида серебра.

2. Реакции иона Pb²⁺.

Хромат калия образует с катионом свинца желтый осадок хромата свинца, который хорошо растворяется в растворе щелочи:

Pb²⁺ + CrO₄^2- = PbCrO₄↓

PbCrO₄↓ + 4NaOH = Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂CrO₄

Выполнение реакций. В пробирку налить 1 мл раствора соли свинца, прилить раствор хромата калия. Наблюдать образование желтого осадка. Затем прилить в пробирку раствор щелочи, наблюдать растворение осадка.

Анализ катионов третьей аналитической группы (Ca²⁺, Ba²⁺).

Окраска в растворе катионов Ca²⁺, Ba²⁺ бесцветная.