Тема 4: Класифікація катіонів План

1. Якісні аналітичні реакції виявлення катіонів І групи

Література [1], стор. 104 - 112

2. Аналітичні реакції відкриття катіонів ІІ групи

Література [1], стор. 115 - 118

3. Аналіз суміші катіонів І і ІІ аналітичних груп

Література [1], стор. 119 - 120

4. Аналітичні реакції відкриття катіонів ІІІ групи

Література [1], стор. 126 - 132

Методичні поради до вивчення теми

В аналітичній практиці існує декілька методів класифікації катіонів. Найбільше практичне використання мають кислотно-лужна і сульфідна класифікація катіонів.

В основі сульфідної класифікації катіонів лежить відношення катіонів до сульфід-, карбонат- і хлорид-йонів. Всі катіони поділяють на п’ять аналітичних груп по розчинності утворюваних ними карбонатів, сульфідів, хлоридів, гідроксидів.

І аналітична група катіонів

До І-ої аналітичної групи катіонів належать йони лужних металів Калію, Натрію, а також йон амонію NН₄⁺. Групового реагенту, який осаджує катіони І групи, немає. При систематичному аналізі катіони К⁺ і Nа⁺ відкривають при повному видалені із розчину всіх інших катіонів, оскільки катіони інших груп заважають відкриттю ціх йонів.

Реакції катіону К⁺

Катіон калію відкривайте такими реактивами : NaHC4H4O6 ( гідротартрат калію) і Na3 [Co(NО2)6 ], (гексанітрокобальтат ( ІІІ ) натрію).

1.Дія гідротартрату натрію NaHC4H4O6:

КCl + NaHC4H4O6 = КHC4H4O6 + NaCl

Спостерігайте утворення білого кристалічного осадку гідротартрату калію КHC4H4O6.

2. Дія гексанітрокобальтату ( ІІІ ) натрію

При дії цього реактиву на розчини солей калію випадає характерний жовтий осадок подвійної солі калію і натрію.

2 КСІ + Na3 [ Co(NО2)6 ] = К2 Na[ Co(NО2)6 ] + 2 NaСІ

Реакції заважає наявність сильних лугів, а також сильних кислот, йон амонію.

Реакції катіону натрію Na⁺

Реактивом на катіон Na⁺ являється калій гексагідроксостибіат (V) К[Sb (OH)6] , який осаджує із розчинів солей натрію білий кристалічний осадок гексагідроксостибіату (V ) натрію :

NaСІ + К[Sb(OH) 6] → Na [Sb(OH)6]↓+ КСІ

Реакції катіону NН4⁺

1. Дія лугів NаОН, КОН

При нагріванні солей амонію з лугами відбувається виділення аміаку NН3.

NН4СІ + NаОН = NаСІ + Н2О + NН3↑

2. Реакція Несслера

Якщо до розчину солі амонію долити 2-3 краплі реактиву Несслера, випадає характерний червоно – бурий осадок. Рівняння реакції таке:

NН4СІ + 2 К2 ( НgI4) + 4КОН =

Нg

= (О NН2 ) І + КСІ + 7 КІ + 3Н2О

Нg

ІІ аналітична група катіонів

До ІІ-ої групи катіонів відносяться йони Ва²⁺, Са²⁺, Мg²⁺. Сульфіди і хлориди катіонів ІІ-ої групи розчинні у воді, але їх карбонати нерозчинні у воді. Тому груповим реагентом катіонів другої групи являється карбонат амонію (NН₄)₂СО₃ , який осаджує ці катіони в вигляді осадів ВаСО₃ і СаСО₃, йони Мg²⁺ осаджуються тільки частково, в вигляді основної солі (МgОН)₂СО₃.

Умови осадження катіонів ІІ групи слідуючі: осадження проводити груповим реагентом – карбонатом амонію в присутності надлишку амоній гідроксиду і амоній хлориду при помірному нагріванні розчину.

Реакції катіона Ва²⁺

1. Реакція з калій хроматом К₂СrО₄. Калій хромат виділяє із розчину солей барія жовтий осад барій хромату:

2ВаСl₂ + К₂СrО₄ →ВаСгО₄ ↓+ 2КСl

2. Реакція з Н₂SО₄ і її розчинними солями. Сульфатна кислота та її розчинні солі утворюють з катіонами Ва²⁺ білий дрібнокристалічний осад:

ВаСl₂ + Н₂SО₄ → ВаSО₄↓ + 2НСІ

Реакції катіона Са²⁺:

1. Реакція з амоній оксалатом (NН₄)₂С₂О₄ . При взаємодії амоній оксалату з йонами Са²⁺ випадає білий кристалічний осад оксалату кальцію СаС₂О₄:

Са²⁺ + С₂О₄^2- = СаС₂О₄↓

Осад СаС₂О₄ розчиняється в мінеральних кислотах, але не розчиняється в оцтовій кислоті.

Реакції катіона Мg²⁺

1. Реакція з їдкими лугами. При додаванні до розчину солей магнію розчину лугу NаОН спостерігається утворення білого драглистого осаду магній гідроксиду Мg(ОН)₂ :

МgСІ₂ + 2NаОН = Мg(ОН)₂↓+ 2NаСІ

2. Реакція з натрій гідірофосфатом. Гідрофосфат натрію Nа₂НРО₄ в присутності NН₄ОН осаджує йон Мg²⁺ в вигляді білого кристалічного осаду подвійної солі магній-амоній-фосфату:

МgСІ₂ + NН₄ОН + NН₄СІ + Nа₂НРО₄ = МgNН₄РО₄ ↓ + 2NаСІ + Н₂О + NН₄СІ