Классификация катионов по кислотно-основному методу

Группа	Катионы	Групповой реагент	Растворимость соед.
І	К+, Na+, Lі+, NН4+	Нет	Хлориды, сульфаты, гид­роксиды растворяются в воде
II	Аg+,  РЬ2+, Нg2+	HCl	Хлориды не растворяются в воде
III	Ва2+ , Sг2+, Са2+	Н2SО4 + +С2Н5ОН	Сульфаты не растворяются в воде
IV	А13+, Zn2+, Сг3+ , Sn (II), Sn (IV), Аs (III), Аs (V)	Избыток конц. NaОН +        3 %-ый раствор Н2О2	Гидроксиды не  растворяются в воде,   но растворяются в избытке  щелочи
V	Fе2+, Fе3+, Мg2+, Мn2+, Ві3+, SЬ (III), SЬ (V)	Избыток  конц. NН3*Н2О	Гидроксиды не  растворяются в воде   избытке  щелочи, растворе аммиака
VI	Cо2+, Ni2+, Cd2+, Сu2+, Нg2+	Избыток  конц. NH3*Н2О	Гидроксиды не  растворяются в воде   и избытке  щелочи, но растворяются в избытке раствора аммиака

Классификация анионов

Анионы, в отличие от катионов, можно определять в отдельных порциях раствора дробными реакциями в любой последовательности. Но для упрощения анализа их, как и катионы, делят на аналитические группы. В большинстве классификаций разделение анионов основано на разной растворимости солей бария и серебра соответствующих анионов.

I группа анионов – соли бария, нерастворимые в воде. Групповой реактив – раствор BaCl₂, имеющий нейтральную или слабощелочную реакцию.

К I группе относятся следующие анионы:

сульфат-ион SO₄^2- , сульфит-ион SO₃^2- , карбонат-ион CO₃^2- , фосфат-ион PO₄^3- , силикат-ион SiO₃^2- , тио-сульфат-ион S₂O₃^2- , оксалат-ион C₂O₄^2- , хромат-ион CrO₄^2- , борат-ион B₄O₇^2- .

II группа анионов – соли серебра, нерастворимые в воде и азотной кислоте.

Групповой реактив - раствор AgNO₃ в присутствии HNO₃. Ко II группе относятся следующие анионы: хлорид-ион Cl -, бромид-ион Br –, иодид-ион J –, сульфид-ион S2-.

III группа анионов – соли бария и серебра, растворимые в воде. Группового реактива нет. К III группе относятся следующие анионы: нитрат-ион NO3–, нитрит-ион NO2–, ацетат-ион CH3COO –.

Большинство анионов открывается дробным методом с помощью специфичных реакций, поэтому групповые реактивы применяют только при обнаружении анионов соответствующей группы. Это значительно облегчает и ускоряет проведение анализа, так как избавляет химиков-аналитиков в случае отрицательной реакции с групповыми реактивами от необходимости искать в растворе анионы данной группы.

Вопросы для самоконтроля

(по всем группам катионов и анионов)

1. В чем заключается сущность систематического хода анализа? Какие реактивы называются групповыми?

2. В чем заключается сущность дробного метода анализа?

3. Что такое открываемый минимум, минимальное разбавление и предельное

разбавление?

4. Что такое специфичные реакции, селективные реакции?

5. Какие классификации катионов существуют и в чем их различие?

Варианты контрольных заданий

Вариант 1

1. Что такое открываемый минимум, минимальное разбавление и предельное

разбавление?

2. Характеристикакатионовпятойаналитическойгруппыпокислотно-основнойклассификации.Действиегрупповогореактива.Напишитеуравненияреакцийвмолекулярномиионномвиде.КакойреактивявляетсяспецифическимдляобнаруженияионаFe²⁺?Представьтедействиееговмолекулярномиионномвиде,указаввнешнийэффект,идайтеназваниеобразующемусявеществу.

Вариант 2

1. Дайте определения понятиям: групповой реактив,мешающие ионы, специфические реакции. Приведитепримеры.

2. Особенностью соли РbCl 2 является способность еёрастворяться: а) в растворе щелочи; б) в горячейводе; в) в концентрированном растворе NH 4 OH .

Вариант 3

1. Важнейшим условием проведения реакции на ион К ⁺ является: а) уксусно-кислая среда раствора; б) нагревание; в) отсутствие мешающих ионов. Ответ обоснуйте.

2. Специфической является реакция:

а)FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 33 + 3NaOH

б)FeCl 3 + K 3 PO 4 = FePO 4 + 3KCl

в)FeCl 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KCl.

Вариант 4

1. Аналитической является реакция: а) взаимодействия хлорида бария с нитратом натрия; б) сульфатом железа и роданидом калия; в) водой и карбонатом калия.Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионнойформе.

2. К какой группе анионов относится сульфат – ион(SO₄^2- )? Укажите групповой реагент и напишитекачественную реакцию для данного иона.

Вариант 5

1. Какие ионы относятся к шестой аналитической группе? Напишите уравнение реакции действия группового реактива на ион Сu²⁺.

2. Напишите формулы а) красной кровяной соли (турнбулева синь); б) желтой кровяной соли (берлинская лазурь). Напишите диссоциацию этих соединений и константу их нестойкости.

Вариант 6

1.Перечислите ионы, относящиеся к пятой аналитической группе. Укажите групповой реактив. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

2.Осуществите превращения: HgCl 2 → HgJ 2 → K 2 [HgJ₄]. Дайте название реактиву K₂ [HgJ₄].

Вариант 7

1. Почему осадок гидроксида марганца белого цвета быстро темнеет? Напишите соответствующие уравнения реакции.

2. Осуществите превращения: АlCl 3 → Al(OH) 3 → KAlO 2 →Al(OH) 3 .Укажите условия проведения реакций.

Вариант 8

1. Напишите уравнение реакции превращения трехвалентного хрома в шестивалентный, используя в качестве окислителя KMnO₄.

2. Опишите ход анализа открытия иона К⁺ в присутствии иона NH₄⁺.

Вариант 9

1. Как открыть ионы К⁺ и Na⁺ в смеси? Написать уравнения реакций.

2. Напишите уравнения реакции растворения Al(OH)₃ и Zn(OH)₂ в избытке щелочи (NaOH или KOH).

Вариант 10

1. Аналитическиереакции. Примеры уравненийтакихреакций.Требования,предъявляемыеканалитическимреакциям.Какиеанионыотносятсякпервойаналитической группе?Охарактеризуйтеихсвойства.Напишитереакцииоткрытиясульфат-иона.

2. Составьтеуравненияреакцийдляанионовпервойаналитическойгруппывмолекулярномиионномвиде(покислотно-основнойклассификации).

Вариант 11

1.Характеристикакатионоввторойаналитическойгруппы.Указатьгрупповойреактивипривестиуравненияреакцийдействияегонакатионыгруппывмолекулярномиионномвиде.ПривестиуравнениеспецифическойреакциинаионPb²⁺вмолекулярномиионномвидесописаниемусловийпроведенияреакции(покислотно-основнойклассификации). Опишите ход анализа открытия иона Pb²⁺ в присутствии иона NH₄⁺ .

2. Напишите реакцию действия перекиси водорода в щелочной среде на сульфат хрома(ΙΙΙ).