Реферат тема: Классификация катионов по аналитическим группам и их сравнение. Классификация катионов с сероводородным, кислотно-основным и аммиачно-фосфатным методами

2.2.7. Анализ смеси наиболее распространенных катионов всех шести аналитических групп:
Na⁺, К⁺, NH4⁺, Ag⁺, Pb²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Zn²⁺, Al³⁺, Sn²⁺, Cr³⁺, Mg²⁺, Bi³⁺, Mn²⁺, Fе³⁺,
Fе³⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.
Примерная схема анализа такого раствора заключается в следущем.
Анализируемый раствор может быть окрашенным или бесцветным. По окраске раствора высказывают предположение о присутствии или отсутствии катионов, имеющих характерную окраску. Например, если раствор прозрачный и бесцветный, можно предположить, что он не содержит катионы Сr³⁺, Fe³⁺, Сu²⁺, Со²⁺, Ni²⁺.
Некоторые предположения можно сделать и на основании измерения рН pacтвора (например, с помощью универсальной индикаторной бумаги). Если значение pН раствора находится в пределах рН = 2 – 4 и раствор не содержит осадка, то о нем отсутствуют Sn(II), Sn(IV), Sb(III), Sb(V), Bi(III), Hg(II), Fe (III), т.к. в противном случае продукты их гидролиза выделились бы в форме осадков.
Анализируемый раствор обычно делят на 3 части. Одну часть используют для предварительных испытании, другую – для проведения систематического анализа, третью оставляют для контроля.
I. Предварительные испытания.
В отдельных небольших порциях анализируемого раствора (объемом примерно 0,3 – 0,5 мл) определяют наличие катионов II – VI аналитических групп действием групповых реагентов.
1. Открытие катионов II аналитической группы (Ag⁺, Pb²⁺): анализируемый раствор + HCl → образование осадка белого цвета.
2. Открытие катионов III аналитической группы (Са²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺) (свинец (II) относится ко II аналитической группе, но дает осадок PbSO₄): анализируемый раствор + H₂SO₄ → образование осадка белого цвета.
3. Открытие катионов IV, V, VI аналитических групп: анализируемый раствор + NaOH + Н₂О₂, t°→ образование осадка.
Если при добавлении избытка NaOH осадок полностью растворяется, значит, анализируемый раствор содержит катионы IV аналитической группы (Zn²⁺, Al³⁺, Sn²⁺, Cr³⁺) и не содержит катионы V и VI аналитических групп. Также в предварительных испытаниях в отдельных порциях раствора открывают некоторые индивидуальные катионы.
4. Открытие катионов NH₄⁺:
a). NH₄⁺ + КОH → NH₃↑ – запах, влажная лакмусовая бумажка синеет.
б) NH₄⁺ + K₂[HgJ₄], КОН (реактив Несслера) — [(JHg)₂NH₂]J ↓ – красно-бурый осадок.
5. Открытие ионов К⁺ (если NН₄⁺ удалены):
K⁺ + Na₃[Co(NО₂)₆] → ↓ NaK₂[Co(NО₂)₆] – желтый
6. Открытие ионов Na (если NH₄⁺ удалены):
Na⁺ + K[Sb(OH)₆] → ↓ Na[Sb(OH)₆] – белый мелкокристаллический
7. Открытие ионов Fe²⁺:
Fe²⁺ + K₃[Fe(CN)₆] → темно-синий осадок «турнбулеповой сини».
8. Открытие ионов Fe³⁺:
Fe³⁺ + K₄[Fe(CN)₆] → темно-синий осадок «берлинской лазури».
9. Открытие ионов Мn²⁺:
Мn²⁺ + NaBiO₃ → MnO₄^–  – раствор малиновый.
10. Открытие ионов Сr³⁺:
а) Сr³⁺ + H2O2 + NaOH изб. → СrO4^2- синий или зеленый раствор
б) Сr³⁺ + КМnO4 + H2SO4 → СrO4^2- + Мn²⁺ – желтый раствор
11. Открытие ионов Bi³⁺:
а) Bi³⁺ + Sn²⁺ → Bi ↓ + Sn⁴⁺ – черный
б) Bi³⁺ + Сl^– + Н2О → BiOCl ↓, осадок растворяется в избытке HCl – белые хлопья
12. Открытие ионов Сu²⁺:
Сu²⁺ + NH3*H2O → ярко-синий раствор (мешает Ni²⁺).
13. Открытие ионов Ni²⁺:
Ni²⁺ + диметилглиоксим → красное окрашивание (мешает Cu²⁺).
14. Открытие ионов Со²⁺:
Со²⁺ + реактив Ильинского (α-нитрозо-β-нафтол) → пурпурно-красный осадок (мешают Fe³⁺, Сu²⁺).
II. Систематический анализ.
Определив наличие катионов различных групп, приступают к их разделению помощью групповых реагентов. Ход выполнения систематического анализа описан в схеме 7.