3. Классификация катионов в качественном анализе

При систематическом ходе анализа ионы выделяют из сложной смеси не поодиночке, а целыми группами, пользуясь одинаковым отношением их к действию некоторых реактивов, называемых групповыми реагентами. Группа катионов, которая с каким-либо одним реактивом (при определенных условиях) может давить сходные аналитические реакции, называется аналитической группой. Деление катионов на аналитические группы основано на их отношение к различным анионам. Приняты две основные классификации катионов: сульфидная и кислотно-щелочная.

В основу сульфидной классификации положено отношение катионов к сульфид – и карбонат-анионам.

По кислотно-щелочной классификации катионы делятся на группы по их отношению к солям и серной кислотам, к едким щелочам и гидрооксиду аммония (табл.1).

Первая группа объединяет катионы NH , K, Na⁺, которые не осаждаются ни минеральными кислотами, ни щелочами т.е. не имеют группового реагента.

катионы второй группы Ag⁺, Hg и Pb²⁺ образуют с хлорид-анионами труднорастворимые соединения.

Третью группу составляет катионы Ba²⁺, Sr²⁺ и Ca²⁺, образующие труднорастворимые сульфаты.

Четвертой группой объединяются катионы Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺ и As⁵⁺, которые образуют амфотерные гидрооксиды и поэтому остаются в растворе при действии избытка NaOH (в то время, как катионы V и VI групп в этих условиях осаждаются).

Пятую группу составляют катионы Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, образующие гидрооксиды, не обладающие амфотерным характером и не растворимые в избытке аммиака.

Шестая группа катионов Hg²⁺,Cu²⁺, Cd²⁺, Co²⁺ и Ni²⁺ дает гидрооксиды, растворимые в избытке 25%-ного раствора аммиака с образованием аммиакатов.

Применение групповых реагентов представляет больше удобства, так как при этом сложная задача анализа распадается на ряд простых. Если какой-либо групповой реагент не дает с анализируемым раствором осадка, то это значит, что данная группа в растворе полностью отсутствует. В этом случае нет смысла проводить реакции на отдельные ионы этой группы. Если состав вещества приблизительно известен, то удобнее использовать дробный метод анализа.

Таблица 1

Кислотно-основная классификация катионов

№ группы	I	II	III	IV	V	VI
Катионы	Na+, K+, NH4+	Ag+, Pb2+, Hg22+	Ba2+, Ca2+, Sr2+	Al3+, Zn2+, Cr3+, Sn2+	Fe3+, Fe2+, Mg2+, Mn2+	Cu2+, Co2+, Ni2+, Hg2+, Cd2+
Групповой реактив	нет	2н HCl	2н H2SO4 в присутствии С2Н5ОН	2н NaOH
Характер получаемых соединений	К+, Na+, NH4OH	AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 малорастворимые хлориды	BaSO4, CaSO4, SrSO4 малорастворимые сульфаты	Al(OH)3, Zn(OH)2, Fe(OH)3, Cu(OH)2, Co(OH)2, Cr(OH)3, Sn(OH)2, Mg(OH)2, Cd(OH)2, Ni(OH)2 малорастворимые гидроксиды и HgO
Групповой реактив				конц. NaOH			конц. NH4OH
Характер получаемых соединений				[Al(OH)4]- [Zn(OH)4]2- [Cr(OH)4]- [Sn(OH)4]2-	Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Mn(OH)2		[Cu(NH3)4]2+ [Co(NH3)4]2+[[Ni(NH3)4]2+ [Hg(NH3)4]2+ [Cd(NH3)4]2+