2. Качественный анализ

2.1 Принципы качественного анализа

Химические методы качественного анализа основаны на превращении анализируемого вещества в новые соединения, обладающие определенными свойствами, позволяющие произвести идентификацию полученного вещества. В качественном анализе используются только такие реакции, которые сопровождаются определенным хорошо заметным внешним эффектом: изменением окраски раствора, выпадением или растворением осадка, выделением газов, обладающих характерным запахом или цветом. Такие реакции называются реакциями «открытия» того или иного вещества или компонента.

Некоторые соли и оксиды металлов могут растворяться в расплавленном фосфате натрия-аммония NaNH₄HPO₄ ^. 4H₂O или тетраборате натрия Na₂В₄O₇ ^. 10H₂O образуя характерные по внешнему виду стекла (перлы). Соединения хрома дают изумрудно-зеленые перлы, соединения кобальта – синие, соединения марганца – фиолетовые, соединения железа – желто-бурые, соединения никеля – красно-бурые. По окраске перлов можно судить о присутствии того или иного иона в растворе.

В некоторых случаях для открытия ионов можно использовать эффект окрашивания бесцветного пламени, возникающий при внесении в него летучей соли металла (пирохимический анализ). Приемы пирохимического анализа используют в качестве предварительного испытания при анализе смеси сухих веществ или в качестве проверочных реакций. В таблице 4 указаны цвета окрашивания пламени некоторыми катионами металлов.

Некоторые катионы образуют соли и гидроксиды характерного цвета (таблица5). Цвет вещества является дополнительным идентификационным признаком.

Таблица 4 – Окрашивание пламени летучими солями металлов

Катион	Цвет пламени
Натрия	Желтый
Калия	Сиреневый
Рубидия и цезия	Розово-фиолетовая
Лития и стронция	Карминово-красный
Бария	Желто-зеленый
Кальция	Кирпично-красный
Меди	Голубой или зеленый
Свинца, мышьяка, сурьмы	Бледно-голубой

Таблица 5 – Цвет солей и гидроксидов некоторых катионов

Соли (хлориды, сульфаты, нитраты)	Цвет
Меди (II) (гидратированные)	Голубой (оттенки до синевато-зеленых)
Меди (II) (безводные)	Белый
Никеля	Зеленый
Кобальта (безводные)	Синий
Кобальта (водные)	Розовый
Хрома (Сr+3)	Зеленый. Свежеприготовленный раствор -зеленый. С течением времени раствор приобретает фиолетовый оттенок
Марганца (II)	Бледно-розовый (в растворах -бесцветный)
Железа (III)	Желто-бурый (цвет ржавчины)
Сульфиды
Меди (II)	Черно-коричневый
Никеля	Черный
Кобальта (водные)	Черный
Марганца (II)	Телесный
Железа (III)	Черный
Гидроксиды
Меди (II)	Голубой
Никеля	Зеленый
Кобальта (водные)	Розовый. (Обычно при действии щелочей на соли кобальта образуется основные соли синего цвета, при действии избытка щелочи образуется Со(ОН)2 розового цвета)
Хрома (Сr+3)	Серо-зеленый или серо-фиолетовый
Марганца (II)	Белый, на воздухе становится бурым
Железа (III)	Цвет ржавчины

Выполнение качественного анализа сопряжено со многими трудностями. Например, различные ионы с одним и тем же реагентом могут образовывать сходные по внешнему виду продукты, мешая открытию друг друга. Поэтому анализ вещества следует проводить таким образом, чтобы можно было удалить все мешающие ионы, прежде чем открывать нужный. Последовательность реакций, удовлетворяющая этому требованию, называется систематическим ходом анализа. При выполнении систематического анализа катионы удаляют не по одному, а целыми группами с помощью групповых реагентов. Применение групповых реагентов и осаждение катионов целыми группами имеет большое значение, поскольку если катионы какой- либо группы в растворе отсутствуют, групповой реагент укажет на это.