Аналитическая химия

2.3. Дробный и систематический анализ

Метод дробного обнаружения ионов основан на применении специфических и селективных реакций (иногда прибегают к маскированию мешающих веществ). Он позволяет обнаружить ионы в отдельных порциях исследуемого раствора и производится в любой последовательности.

Если используемые реакции не селективны, а мешающее действие посторонних веществ устранить не удается, то применяют систематический ход анализа. Систематический ход анализа – это определенная последовательность выполнения аналитических реакций, при которой каждый ион обнаруживают после того, как будут обнаружены и удалены мешающие ионы.
Допустим, что раствор нужно испытать на присутствие катионов Са²⁺, но в нем одновременно может содержаться и ион Ва²⁺. Катион Са²⁺ принято обнаруживать в виде оксалата:
СаCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O₄  + 2 NH₄Cl.
Эта реакция достаточно чувствительна, но не селективна, так как оксалат аммония дает белый кристаллический осадок не только с Са²⁺, но также с Ва²⁺. Поэтому прежде чем обнаруживать Са²⁺ необходимо проверить, присутствует ли в растворе мешающий ион Ва²⁺. Последний можно обнаружить в отдельной порции раствора, действуя дихроматом калия, с которым Ва²⁺ дает характерный желтый осадок:
2Ва²⁺ + Н₂О + Сr₂О₇^2-  2BaCrO₄  + 2 H⁺.
Присутствие иона Са²⁺ не мешает обнаружению Ва²⁺ этой реакцией, так как хромат кальция довольно хорошо растворим в воде (выпадает в осадок только из очень концентрированных растворов солей кальция). Дальнейший ход анализа зависит от результата проведенного испытания. Если окажется, что ион Ва²⁺ отсутствует, то в другой порции раствора можно обнаруживать Са²⁺, действуя оксалатом аммония. Если же Ва²⁺ присутствует, то прежде чем обнаруживать Са²⁺, следует полностью удалить из раствора ионы бария. Для этого на весь раствор действуют избытком хромата (или дихромата) калия, убеждаются, что ионы Ва²⁺ полностью осаждены в виде хромата бария и, отделив осадок, обнаруживают ионы кальция. Отделяя один ион от другого, нужно внимательно следить за полнотой разделения, иначе результаты будут ошибочными.
В ходе систематического анализа ионы выделяют из сложной смеси не по одному, а небольшими группами, пользуясь одинаковым отношением их к некоторым реактивам. Реактивы, позволяющие выделить из сложной смеси группу ионов, называют групповыми. Например, катионы Ag⁺, Pb²⁺ и Hg₂²⁺ образуют с анионами Cl^- малорастворимые хлориды, тогда как хлориды всех других распространенных катионов хорошо растворимы в воде. Поэтому действуя на анализируемый раствор раствором хлороводородной кислоты, можно осадить Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ и таким образом отделить их от остальных катионов. HCl здесь – групповой реактив (реагент).