Катіони і – у аналітичних груп

Системи якісного аналізу катіонів. Кислотно – лужна класифікація катіонів. Систематичний та дробний аналіз. Хімічні реактиви. Перша аналітична група катіонів. Друга аналітична група катіонів. Третя аналітична група катіонів. Четверта аналітична група катіонів. П’ята аналітична група катіонів. Застосування в медицині катіонів І – У аналітичної груп.

Найбільше практичне використання мають три системи якісного аналізу катіонів

Таблиця

Метод аналізу	На чому ґрунтується
Сірководневий ( сульфідний)	Різна розчинність сульфідів металів
Кислотно – лужний	Різне відношення катіонів до кислот ( хлоридної, сульфатної) та лугів ( гідроксиду натрію, та амонію)
Амоніачно - фосфатний	Різна розчинність фосфатів катіонів у воді і розчину амоніаку

Найчастіше користуються кислотно – лужною системою якісного аналізу катіонів оскільки аналітичні групи катіонів, цієї системи близькі до природних груп хімічних елементів у періодичній системі, для її практичного використання треба значно менше часу, в цій системі катіонів не використовуються шкідливі для здоров’я гідроген сульфід і його сполуки. Все це робить її більш зручною і доцільною у використанні.

Кислотно – лужна система якісного аналізу катіонів

Таблиця

Група	Катіони	Груповий реактив
І	Na+ ,K+ ,NH4+	Відсутній
ІІ	Ag+ ,Hg22+ ,Pb2+	НСІ розведена
ІІІ	Ca2+ ,Sr2+ ,Ba2+	Н2SO4розведена + С2Н5ОН
І\/	AI3+ ,Cr3+ ,Zn2+ ,As3+ ,As5+ ,Sn2+ Sn4+	КОН або NаОН надлишок
\/	Fe2+ ,Fe3+ ,Mg2+ ,Mn2+ ,Bi3+ ,Sb3+ Sb5+	КОН або NаОН
\/І	Cu2+ ,Со2+ , Cd2+ ,Hg2+ ,Ni2+	NН4ОН надлишок

Кислотно – лужна система якісного аналізу катіонів свідчить, що аналітичні групи катіонів за своєю більшістю відповідають групам періодичної системи і лише частково є групами катіонів які утворені елементами, що відносяться до різних груп періодичної системи.

Схема загальної характеристики аналітичної групи катіонів

1. Ефективна валентність атома, ступінь окиснення, атома, заряд йона

2. Хімічний характер оксидів, гідроксидів, їх кислотно – основні властивості

3. Гідроліз солі

4. Окисно – відновні властивості йонів

5. Здатність до комплексоутворення

Найважливіші властивості катіонів : протонне число і заряд. Електронна формула, радіус катіона. Таким чином, основою вивчення аналітичних властивостей катіонів є сучасне вчення про будову атома.

У досліджуваному розчині часто може бути не один катіон, а ряд їх. При цьому багато катіонів дають схожі реакції, отже заважають відкривати один одного. Наприклад; амоній катіон заважає відкривати калій – або натрій – катіон. Такі випадки, коли йони дають аналогічні реакції; часто зустрічаються в якісному аналізі. Таким чином виходить, що не можна проводити реакції окремих йонів у довільно вибраній послідовності , їх треба комбінувати.

Послідовність реакцій, яка дозволяє відкривати йони, уникаючи заважаючої дії інших йонів називається систематичним ходом якісного аналізу

Систематичний хід якісного аналізу – послідовність аналітичних реакцій, за якої катіони, які заважають відкривати інші, відкриваються і відокремлюються першими ( для цього використовують групові реактиви ). Але використання групових реактивів у багатьох випадках зв’язане з довготривалими і кропіткими операціями осадження, фільтрування, промивання осадів, повторного розчинення, які забирають багато часу. Тому часто використовують дробний аналіз.

Дробний аналіз – відкриття йона за допомогою специфічних реакцій, яке проводиться в довільній послідовності, в окремих порціях досліджуваного розчину.

Дробне відкриття йонів виконується у два прийоми: спочатку шляхом підходящих реакцій виділяють визначаємий йон або ж маскують його йони, які заважають його відкривати, а потім за допомогою характерної реакції переконуються в присутності визначувального йона. Дробний аналіз (ввів у практику М.О.Тананаєв) має переваги над систематичним аналізом у швидкості виконання визначення, легко відтворюється.

Речовини, які використовують у практиці аналітичної хімії з метою хімічних перетворень, називають хімічними реактивами.

Хімічні реактиви класифікують за ступенем чистоти

Таблиця

Назва	Позначення	Домішки в %
Технічний	т	Залежить від природи речовини
Очищений	о	5-15
Чистий	ч	1
Чистий для аналізу	ч.д.а	0,4
Хімічно чистий	х.ч	0,05
Особливо чистий	ос.ч	10-4 – 10 -9
Високо чистий	в.ч	10-9 – 10-12
Спектрально чистий	с.ч	1 атом домішок на 10 млрд атомів основного компонента

У практиці якісного аналізу з навчальною метою найчастіше використовують реактиви марки ч.д.а. – рідше х.ч