6. Классификация катионов в дробном и их электронная конфигурация. Систематический и дробный методы анализа катионов.

Катионы s-элементов, обладающие 2- и 8-электронным внешним слоем (Li+ , Na+ , K+ , Mg2+ , Са2+ , Sr2+ ,Ba2+ и др.), являются слабыми поляризаторами и почти не поляризуются сами. При взаимодействии подобных катионов с сульфид-ионами не происходит заметной деформации электронных оболочек. Такие катионы, как правило, не образуют труднорастворимых в воде сульфидов и относятся к I и II аналитическим группам. 

Катионы Ag+ , Hg2+ , As(III), As(V), Sn+ , Sb(III), Pb2+ , Bi3+ и др., обладающие многоэлектронным внешним слоем (18 и 18 + 2), являются сильными поляризаторами и в то же время легко поляризуются сами. При взаимодействии подобных катионов с легко деформируемыми электронными оболочками сульфид-ионов происходит сильная поляризация обоих ионов и значительная деформация их внешних электронных оболочек. В соответствии с этим все катионы, обладающие внешней электронной структурой 18е- или (18 + 2e- ) как правило, образуют сульфиды с очень малыми значениями констант растворимости и потому принадлежат к IV и V аналитическим группам.

Катионы с переходной электронной структурой, т. е. с незаконченным 18-электронным внешним слоем (Mn2+ , Fc2+ , Fe3+ , Co2+ , Ni2+ и др.), занимают промежуточное положение. Являясь сравнительно сильными поляризаторами, они в то же время заметно поляризуются сами и потому при взаимодействии с сульфид-ионами дают труднорастворимые сульфиды. Эти катионы образуют III аналитическую группу. Их сульфиды имеют значительно большие значения констант растворимости, чем катионы IV и V групп.

7. Аналитические реакции и условия их выполнения на примере анализа смеси катионов s-элементов.

Аналитическими реакциями называют химические реакции, используемые для разделения, обнаружения и количественного определения элементов, ионов, молекул. 

Для проведения каждой реакции необходимо соблюдать определенные условия, основные из которых:

1. рН среды

2. температура

3. концентрации реагентов

4. присутствие определенных веществ

5. отсутствие мешающих ионов или веществ

К семси s-катионов относятся: NH4 K Na Ca Ba Mg Sr

8. Качественный дробный анализ смеси катионов. Качественный дробный анализ смеси катионов p-элементов.

10. Качественный дробный анализ смеси катионов d-элементов.

11. Гидролиз. Примеры использования гидролиза в качественном анализе.

Реакции взаимодействия солей с водой, приводящие к образованию слабого электролита и изменению рН раствора, называют реакциями гидролиза. 

Гидролиз – это химическая реакция ионного обмена между водой и растворенным в ней веществом с образованием слабого электролита.

В общем случае обменное взаимодействие растворенного вещества с растворителем носит название сольволиза.

В большинстве случаев гидролиз сопровождается изменением pH раствора. Большинство реакций гидролиза – обратимые.

Катион NH4+ гидролизуется: NH4+ + Н2О = NH4OH + Н+

Следовательно, его соли, образованные сильными кислотами, имеют кислую реакцию раствора, а соли слабых кислот - нейтральную, слабокислую или слабощелочную, в зависимости от константы диссоциации слабой кислоты.

Ag Hg Pb - подвергаются гидролизу

катионы Zn2+, Al3+, Cr3+, Sn2+. При этом соли катионов А13+ и Сr3+ и очень слабых летучих кислот (сульфиды, карбонаты) гидролизуются полностью и не могут существовать в водных растворах.

Наиболее легко гидролизуются соли висмута и сурьмы, которые при растворении в воде дают белые осадки основных солей. Одна из характерных реакций катиона Bi3+. При разбавлении растворов солей висмута – Bi(NO3)3 и особенно BiCl3 – выпадает белый осадок оксосоли (хлорид оксовисмута): BiCl3 + H2O = BiOCl↓ + 2HCl.

Формула BiOCl (и другие аналогичные формулы, например SbOCl) отражает не реальный, а формальный состав осадка, так как иона BiO+ не существует.

Полученный осадок растворяется в сильных кислотах: BiOCl + 2H+ = Bi3+ + Cl- + H2O.