Маскирование ионов в качественном анализе

Многие качественные реакции являются общими для несколь­ких ионов, что не позволяет обнаружить их в присутствии друг друга. В этом случае применяют маскирование или удаление меша­ющих ионов одним из следующих способов:

Связывание мешающих ионов в комплексное соединение. Чаще всего для этой цели используют получение фторидных (Al³⁺, Fe³⁺), хлоридных (Ag⁺, Fe³⁺, Mn²⁺), тиоцианатных (Сu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺), тиосульфатных (Pb²⁺, Bi³⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Ag⁺), аммиачных (Zn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺), ЭДТА — (большинство катионов) и других ком­плексов. Получаемый комплекс должен обладать не­обходимой устойчивостью, чтобы осуществить достаточно полное связывание мешающего иона. Возможность применения того или иного маскирующего реагента определяют по общей константе хи­мической реакции с совмещенными равновесиями. При этом руко­водствуются прежде всего отсутствием взаимодействия определяе­мого иона с маскирующим реагентом и степенью маскирования мешающих ионов, исходя из которой и определяют требуемую ве­личину константы равновесия. Большое значение константы равновесия свидетельствует о полноте связывания маскируемого нона (или о степени маскирования).

Удаление мешающих ионов в осадок. При этом руководствуются произведениями растворимости получающихся осадков и значением общей константы реакции с совмещенными равновесиями.

Часто для избирательного осаждения мешающих ионов исполь­зуют малорастворимые реактивы, ПР которых меньше ПР осадка обнаруживаемых ионов и больше ПР осадков мешающих ионов. При этом обнаруживаемые ионы в силу равновесного состояния не связываются, мешающие — выпадают в виде осадка. Подобным образом решают довольно сложные задачи избира­тельного удаления многих мешающих ионов. Чаще всего исполь­зуют осаждение гидроксидов, карбонатов, сульфидов, сульфатов, фосфатов.

Экстракция органическими растворителями. Относится к числу широко применяемых методов удаления мешающих ионов. Экстрак­ционному отделению подвергают соединения ионов, легко раство­римые в органических растворителях. Чаще всего экстракцией удаляют ионы в виде хлоридных (Со²⁺, Sn²⁺), дитизонатных (Со²⁺, Ni²⁺, Сu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺), оксихинолятных (Mg²⁺, Са²⁺, Sr²⁺, Fe²⁺), диэтилдитиокарбаминатных (Mn²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺), купферонатных (Ва²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Sn²⁺, Bi³⁺, Sb³⁺) и других комплексов. При этом используют органические растворители, не смешиваю­щиеся с водой, — бензол, гексан, хлороформ, высшие спирты. Экстракционное отделение осуществляют при определенном опти­мальном значении рН, способствующем полной экстракции меша­ющих ионов.

Окисление мешающих ионов до высших степеней окисления. При этом получают ионы, не вступающие в реакцию с реагентом. Применяют для маскирования ионов Сг³⁺ (окисление до СгO₄^2-), Sn²⁺ (окисление до Sn⁴⁺), Mn²⁺(окисление до МnO₄^- или MnO₂), Fe²⁺ (перевод в Fe³⁺) и др. Окисление обычно проводят пероксидом водо­рода при нагревании.

Часто также используют восстановление катионов до элемент­ного состояния или низших степеней окисления. При выборе вос­становителя руководствуются значениями редокс-потенциалов Е°. Чаще всего применяют цинк, восстанавливающий в аммиачной среде катионы d-элементов (кроме Cr³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺) и некоторых p-элементов (Pb²⁺, Sb³⁺, Bi³⁺). Иногда используют восстановители, действующие селективно. Например, элементное железо восстанав­ливает до металла Sb³⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, переводит Sn⁴⁺ в Sn²⁺, хлорид олова (II) восстанавливает Fe³⁺ до Fе²⁺.