Екінші аналитикалық топтың катиондарын жүйелік талдау

II аналитикалық топ катиондарын топтық реагент хлорсутек қышқылының 2М ерітіндісімен өздеріне сәйкес хлоридтер түрінде тұнбаға түсіреді. Бұл жағдайда Рb²⁺ ионы толық тұнбаға түспейді.

II аналитикалық топ катиондарының хлоридтерінің тұнбасын ыстық сумен өңдейді және жылдам центрифугалайды. Осы кезде РbС1₂ біртіндеп ериді. Центрифугаттан қорғасын катионын KI немесе К₂СrO₄ ерітінділері арқылы анықтайды. Егер Pb²⁺ катионы анықталса, онда тұнбадан толық ерітіп бөліп алады. Ол үшін тұнбаны бірнеше рет ыстық сумен жуып, Рb²⁺ ионы сапалық реакция бермегенге дейін жууды қайталайды.

Қалған тұнбаны концентрлі аммиак ерітіндісімен өңдейді, осы кезде күміс хлориді комплексті [Ag(NH₃)₂]⁺ катионын түзе отырып ериді, ал сынап (I) хлориді NH₂HgCl↓ + Hg↓ тұнбасы қоспасына айналады. Тұнбаның қараюы Hg₂²⁺ катионының бар екенін көрсетеді.

[Ag(NH₃)₂]⁺ + Сl^- + 2Н⁺ → AgCl↓ + 2NH₄⁺.

II аналитикалық топтың катиондарының қоспасын жүйелік талдау сызбанұсқасы

KI K₂CrO₄ NH₄OH (25%)

HNO₃

III аналитикалық топтың катиондары Ва²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺

III аналитикалық топ катиондарына сілтілік жер металдары: барий, стронций, кальций катиондары жатады. Бұлар Д.И Менделеевтің периодтық жүйесіндегі екінші негізігі топшасында орналасқан. III аналитикалық топ катиондары жоғарғы поляризациялық қабілетке ие болғандықтан тұздарының көбі суда нашар еритін болып келеді (сульфаттары, карбонаттары, хроматтары, оксолаттары, фосфаттары).

Үшінші аналитикалық топ катиондарының топтық реагент этил спирті қатысындағы 1М H₂SO₄ ерітіндісі катиондардың аз еритін сульфат түрінде тұнуына көмектеседі (этил спиртінің қатысында CaSO₄ толық тұнады). III аналитикалық топтың катиондарын зерттеп сульфат тұнбасынан карбонатқа ауыстырып сірке қышқылының ерітіндісінде ерітіп сапалық реакциялар арқылы барий, стронций, кальций иондарын анықтауға негізделген.

Топтық реагенттің әсерінен (1М күкірт қышқылының ерітіндісі) Ва²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ иондары ақ кристалды сульфат тұнбаларын түзеді:

Ba²⁺ + SO₄^2- ↔ BaSO₄↓ ЕК = 1,1·10^-10

Sr²⁺ + SO₄^2- ↔ SrSO₄↓ ЕК = 3,2·10^-7

Ca²⁺ + SO₄^2- ↔ CaSO₄↓ ЕК = 2,5·10^-5

CaSO₄ тұнбасының ерігіштігі әжептәуір жоғары, сондықтан тұнбаның ерігіштігін төмендету үшін этил спиртін қосады, өйткені оның диэлектрлік өткізгіштігі суға қарағанда нашар болып келеді. Сондықтан этил спирті III аналтикалық топтың катиондарының тұнбаларының ерігіштігін төмендетеді және ол Са²⁺ катионының толық тұнуына жағдай жасайды.

Барий, стронций, кальций сульфаттары қышқыл мен сілтілерде ерімейді, CaSO₄↓ концентрлі (NH₄)₂SO₄ ерітіндісінде еріп, комплексті қосылыс түзеді:

CaSO₄↓ + SO₄^2- → [Ca(SO₄)₂]^2- ,

Бұл реакция жүйелік талдауда систематикалық жолында кальцийді бөліп алу үшін қолданылады. Гипс су ( CaSO₄ қаныққан ерітіндісі) Ва²⁺ және Sr²⁺ иондарының сульфаттарын тұндырады :

CaSO₄↓ ↔ Са²⁺ + SO₄^2-,

Ba²⁺ + SO₄^2- ↔ BaSO₄↓,

Sr²⁺ + SO₄^2- ↔ SrSO₄↓.

BaSO₄ ерігіштігі төмен болғандықтан, тұнба тез түзіледі. SrSO₄ тұнбасының ерігіштігі жоғары болғандықтан ол жай, лай күйінде тек қыздырған кезде тұнба түзіледі. Са²⁺ катиондары гипс суымен тұнбайды. CaSO₄ (S_(CaSO4)=5 ·10^-3 моль/дм³) тұнбасының ерігіштігі жоғары болғандықтан SO₄^2- ионы CaSO₄ тұнуына жеткіліксіз болады. Гипс суымен Sr²⁺ иондарын анықтау үшін ерітіндіде Ва²⁺ ионы болмауы керек

Ва²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ иондарын карбонат иондары ақ кристалды тұнба түрінде тұндырады:

Ва²⁺ + СО₃² ↔ BaCO₃↓ ЕК = 4,0 • 10^-10,

Sr²⁺ + СО₃² ↔ SrCO₃↓ ЕК = 1,0 · 10^-10,

Са²⁺ + СО₃² ↔ СаСО₃↓ ЕК = 3,68 · 10^-9.

Карбонат тұнбаларын минералдық (НС1, HNO₃) және сірке қышқылдарында ерітеді:

BaCO₃↓ + 2Н⁺ → Ва²⁺ + Н₂О + СО₂↑,

ВаСО₃↓ + 2СН₃СООН → Ва²⁺ + Н₂О + СО₂↑ + 2СН₃СОО^- .

Хромат иондары барий және стронций иондарымен сары түсті тұнба түзеді:

Ва²⁺ + СгО₄^2- ↔ BaCrO₄↓ ЕК = 1,2 · 10 ^-10,

Sr²⁺ + СгО₄^2- ↔ SrCrO₄↓ ЕК = 3,6 · 10^-5.

Кальций хроматтары жақсы ериді (S_(CaCrО4)=2,7·10^-2 моль/дм³).

ВаСгО₄ және SrCrO₄ тұнбалары минералдық қышқылдарда ериді:

2ВаСгО₄↓+ 2Н⁺ → 2Ва²⁺ + Сг₂О₇^2- + Н₂О.

SrCrO₄ тұнбасының ВаСгО₄ тұнбасынан ерекшелігі ол сірке қышқылында ериді:

SrCrO₄↓ + CH₃COOH → Sr²⁺ + HCrO₄^- + СНзСОО^-.

Бұл қасиеттерді Sr²⁺ және Са²⁺ қатысында I топ катиондарын анықтауда және бөлуде пайдаланады. Сірке қышқылы ортасында К₂СгО₄ әсерінен III аналитикалық топ катиондары тек ВаСгО₄ тұнбасын түзеді.

Оксалат иондары III аналитикалық топ катиондарымен ақ түсті кристалды тұнба түзеді:

Ва²⁺ + С₂О₄^2- ↔ BaC₂O₄↓ ЕК = 1,1 • 10^-7,

Sr²⁺ + С₂О₄^2- ↔ SrC₂O₄↓ ЕК = 1,6 • Ю-⁷,

Са²⁺ + С₂О₄^2- ↔ CaC₂O₄↓ ЕК = 2,3 • 10^-9.

тұнбалары минералды қышқыл ерітінділерінде ериді:

BaC₂O₄↓ + 2Н⁺ → Ва²⁺ + Н₂С₂О₄,

бірақ сұйытылған сірке қышқылында ерімейді, бұл қасиетін жүйелік талдау жолында Ва²⁺ және Sr²⁺ иондарын ерітіндіден бөліп алғаннан кейін Са²⁺ ионын алуға қолданады.

Са²⁺ иондарын анықтауда H₂SO₄ ерітіндісімен микрокристаллоскопиялық реакция нәтижесінде CaSO₄·2H₂O кристалдық гипс түзіледі. Бұл кристалдарды микроскоп арқылы қарғанда BaSO₄ және SrSO₄ кристалдарынан айырмашылығын көруге болады, сондықтан бұл реакция Са²⁺ иондарын Ва ⁺² және Sr²⁺ қатысында анықтауға мүмкіндік береді.