1.1. Качественный анализ неорганических веществ

1.1.1. Аналитическая классификация катионов

Классификация катионов по аналитическим группам основана на растворимости некоторых образуемых ими солей. Согласно классификации Н.А. Меншуткина катионы делятся на две большие группы: 1) ионы, осаждаемые сероводородом (или сульфидом аммония); 2) ионы, не осаждаемые указанными реактивами. Ионы металлов, сульфиды которых растворимы в воде, подразделяются на ионы, осаждаемые и не осаждаемые карбонатом аммония. Таким образом, сероводород, сульфид аммония и карбонат аммония являются групповыми реактивами.

Согласно этой классификации выделяют пять аналитических групп катионов (табл. 1.1):

I ‑ катионы натрия, калия, лития, аммония, магния и др., не имеющие группового реактива, способного одновременно осадить все катионы этой группы при совместном присутствии.

Таблица 1.1

Сероводородная (сульфидная) классификация катионов

Группа	Групповой реагент	Подгруппа		Характеристика подгруппы
I Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg²⁺	нет	NH₄⁺, K⁺		Na₃[Co(NO₂)₆], NaHC₄H₄O₆ или H₂[PtCl₆]
		Li⁺, Na⁺, Mg²⁺		Группового реагента нет
II Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺	Раствор (NH₄)₂СО₃в аммиачном буфере (рН ≈ 9)	Не осаждаются сульфидном аммония или сероводородом в виде сульфидов (в отличие от катионов III, IV, V групп
III Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Ti⁴⁺	Раствор (NH₄)₂S (рН ≈ 7 - 9) Не осаждаются сероводородом в кислой среде в виде сульфидов (в отличие от катионов IV, V групп)	Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, Ti⁴⁺	Фосфаты, оксиацетаты и гидроксиды (при действииNa₂HPO₄, CH₃COONa, раствора NH₃ соответственно) нерастворимы в воде и уксусной кислоте
		Zn²⁺, Mn²⁺, Ni²⁺, Co²⁺	Фосфаты растворимы в уксусной кислоте, не осаждаются в виде оксиацетатов и гидроксидов
IV Ag⁺, [Hg₂]²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Bi³⁺	Раствор H₂Sпри рН = 0,5 (HCl). Образуемые сернистые соединения не растворимы в растворах полисульфида аммония	Ag⁺, Pb²⁺, [Hg₂]²⁺	Осаждаются хлористоводородной кислотой в виде хлоридов
		Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺	Не осаждаются хлористоводородной кислотой
V Sr²⁺, Sn⁴⁺, Sb³⁺, As³⁺, Sb⁵⁺, As⁵⁺	Раствор H₂Sпри рН = 0,5 (HCl)	Образуемые сернистые соединения растворяются в растворах полисульфида аммония с образованием тиосолей

II ‑ катионы кальция, стронция, бария, радия, осаждаемые в нейтральной или щелочной среде карбонатом аммония в присутствии NH₄CI в виде нерастворимых карбонатов.

III ‑ двухвалентные катионы никеля, кобальта, марганца, цинка, железа и трехвалентные катионы алюминия, хрома, железа и др., осаждаемые из нейтрального и щелочного раствора сульфидом аммония в виде сульфидов (ионы железа, марганца, цинка, никеля, кобальта) и гидроксидов (ионы алюминия и хрома).

IV ‑ одновалентные катионы серебра и ртути, двухвалентные катионы свинца, меди, кадмия и ртути, трехвалентные катионы висмута и др., осаждаемые из кислых растворов сероводородом в виде сульфидов и тианогидридов, нерастворимых в воде, разбавленных кислотах и растворах полисульфида аммония.

V ‑ двухвалентные катионы олова, трехвалентные ноны мышьяка, сурьмы, четырехвалентные ионы олова и ионы, образуемые пятивалентными мышьяком и сурьмой, и др., осаждаемые из кислых растворов сероводородом в виде сульфидов и тианогидридов, нерастворимых в воде и разбавленных кислотах, в растворах полисульфида аммония растворяются с образованием тиосолей.

Существуют другие классификации катионов, например, аммиачно-фосфатная и кислотно-основная. Аммиачно-фосфатная классификация катионов по аналитическим группам основана на использовании в качестве групповых реагентов двузамещенного ортофосфата аммония (NН₄)₂НPO₄ в аммиачной среде (а также двузамещенного ортофосфата натрия Na₂HPО₄), азотной HNO₃ и хлороводородной НСl кислот. В рамках этой классификации катионы делят на пять аналитических групп (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Аммиачно-фосфатная классификация катионов

Группа	Катионы	Групповой реагент
I	Na⁺, K⁺, NH₄⁺	нет
II	Li⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺;^* Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Bi^3+**	Раствор (NН₄)₂НPO₄ в водном аммиаке (25%)
III	Zn²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Co²⁺, Ni²⁺	Раствор (NН4)₂НPO₄, фосфаты растворимы в водном аммиаке^***
IV	Sn²⁺, Sn⁴⁺, Sb³⁺, As³⁺, Sb⁵⁺, As⁵⁺	Раствор HNO₃
V	Ag⁺, [Hg₂]²⁺, Pb²⁺	Раствор HCl

Примечание: ^*фосфаты этих катионов растворимы в уксусной кислоте;

^**фосфаты этих катионов не растворимы в уксусной кислоте;

^*** иногда групповым реагентом считают водный раствор аммиака, осаждающий гидроксиды этих катионов, растворимые в избытке аммиака.

Кислотно-основная классификация катионов по аналитическим группам основана на использовании в качестве групповых реагентов водных растворов кислот и оснований: НСl, H₂SO₄, NaOН, КОН (в присутствии пероксида водорода H₂O₂) и аммиака NH₃. Эта классификация менее совершенна, чем сероводородная, и разработана менее детально, однако ее использование не требует получения и применения токсичного сероводорода (табл. 1.3).

Наиболее отработана и широко применяется сероводородная (сульфидная) классификация катионов.

Таблица 1.3

Кислотно-основная классификация катионов

Группа	Катионы	Групповой реагент
I	Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺	Нет
II	Ag⁺, [Hg₂]²⁺, Pb²⁺	Раствор HCl
III	Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺	Раствор H₂SO₄
IV	Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺, As⁵⁺	Раствор NaOH в присутствии H₂O₂
V	Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, Bi³⁺	Раствор NaOH или раствор аммиака (25 %)
VI	Cu²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Co²⁺, Ni²⁺	Раствор аммиака (25 %)

<<< < Предыдущая 1 23 / 573 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]