5. Групповые реагенты.

В ходе систематического анализа ионы из сложной смеси выделяют не по одному, а отдельными группами. Для разделения ионов на группы применяют :

- осаждение ионов в виде малорастворимого соединения

- восстановление ионов в соответствии с окислительно-восстановительными свойствами,

- избирательная адсорбция ионов.

Реактивы, позволяющие выделить из сложной смеси целую группу, называются групповыми.

Например, катионы Ag⁺ ; Pb²⁺; Hg₂²⁺ образуют с анионами Сl^-1 малорастворимые в воде хлориды AgCl, РbCl₂, Hg₂Cl₂ , поэтому действуя на анализируемый раствор соляной кислотой , можно ионы серебра, свинца и ртути осадить и отделить их от остальных катионов.

6. Классификация катионов

В основе методов разделения ионов в качественном анализе

лежат процессы образования и растворения осадков, позволяющие разделить ионы на несколько групп.

Существует несколько различных схем систематического анализа катионов. Ниже предлагается одна из классических схем разделения катионов.

Все катионы в зависимости от растворимости их карбонатов, сульфидов, хлоридов, гидроксидов делятся на пять аналитических групп по отношению к групповым реагентам.

6.1. Сульфидная классификация катионов

Суль-фиды раств. в воде	Сульфиды не растворимы в воде
Карбо-наты раств. в воде	Карбонаты не раствор. в воде	Сульфиды раств. в разб. Кислотах или гидроли- зуются	Сульфиды не растворимы в разб. Кислотах
1 группа	2 группа	3 группа	4 группа	5 группа
Na+; K+; NH4+; Mg2+ и др.	Сa2+;Sr2+; Ba2+ и др.	Al3+; Cr3+; Fe2+ ; Fe 3+ Zn2+, Co2+ и др.	Ag+; Pb2+; Cu2+;Cd2+ и др.	Hg2+; Sn2+; Sn4+; As5+ и др.
Групповой реагент
Отсут- ствует	(NH4)2CO3	(NH4)2S	H2S В присутст- вии HCl	Na2S

6.2.Общая характеристика катионов 1 группы.

К первой аналитической группе относят катионы К⁺, Na⁺, Li, NH₄⁺, Mg²⁺ и некоторые др. Все соли этих катионов хорошо растворимы в воде, поэтому группового реагента, осаждающего эту группу соединений нет.

Катионы 1 группы играют важную роль в агрохимических процессах. Они содержатся в почвах. Так например, в водной вытяжке почв катионы 1 группы присутствуют в виде легко растворимых солей: хлоридов, cульфатов, карбонатов, а также нитратов, нитритов , аммонийных солей, солей кремневой, фосфорной, борной и др. кислот . К среднерастворимым соединениям почв относится карбонат магния. Значительное содержание солей натрия характерно для засоленных почв (Na₂SO₄, NaCl, NaHCO₃). Ионы калия и аммония необходимы для минерального питания растений.

Катионы 1 группы входят в состав важнейших минеральных удобрений . Калий вносят в почву в виде калийных солей ( нитрата, сульфата, хлорида).

Ион NH₄⁺ cодержится в аммонийной селитре, в аммофосе –

NH₄ H ₂PO₄ , диаммофосе - (NH₄)₂ HPO₄ .

Поскольку соли аммония образуются при гниении белка, наличие их в природных водах служит признаком загрязнения, поэтому при анализе воды всегда делают пробу на ион аммония.

Реакции катиона К⁺

Важнейший реактив - гексанитрокобольтат натрия:

Na₃ [Co(NO₂)₆] образует с солями калия желтый кристаллический осадок:

2KCL + Na₃ [Co (NO₂)₆]= K₂Na[ Co(NO₂)₆] + 2NaCl

^{желтый, кристаллический осадок}

Реакция очень чувствительна, минимальная концентрация

(1: 13000). Осадок устойчив в уксусной кислоте.

К недостатку этой реакции относится ее неспецифичность:

присутствие солей аммония мешает определению иона калия, т.к. ион аммония также взаимодействует с данным реагентом:

2NH₄CL + Na₃ [Co (NO₂)₆]= (NH₄)₂Na[ Co(NO₂)₆] + 2NaCl

с образованием желтого осадка, поэтому прежде чем обнаруживать ион калия, необходимо определить ион аммония, и если он присутствует, то его необходимо удалить