Тема 10. Химическая идентификация и анализ вещества

10.1. Химическая идентификация вещества

Химическая идентификация (обнаружение) – это установление вида и состояния фаз, молекул, атомов, ионов и других составных частей вещества на основе сопоставления экспериментальных и соответствующих справочных данных для известных веществ. Идентификация является целью качественного анализа.

В зависимости от массы сухого вещества или объема раствора анализируемого вещества различают макрометод (0,5-10 г или 10-100 мл), полумикрометод (10-50 мг или 1-5 мл), микрометод (1-5 мг или 0,1-0,5 мл), ультрамикрометод (ниже 1 мг или 0,1 мл) идентификации.

Реакции, которые позволяют обнаружить то или иное вещество или ион в присутствии других веществ называются специфическими. Примером таких реакций могут быть обнаружение ионов действием щелочи при нагревании

,

реакция йода с крахмалом с темно-синим окрашиванием, обнаружение NO₂^- с помощью реакции со смесью сульфаниловой кислоты H[SO₃C₆H₄NH₂] и -нафтиламинаC₁₀H₇NH₂, в результате которой появляется красное окрашивание.

Однако в большинстве случаев реакции обнаружения вещества не являются специфическими, поэтому мешающие идентификации вещества переводят в осадок, слабодиссоциирующее или комплексное соединение. Анализ неизвестного вещества проводят в определенной последовательности, при которой то или иное вещество идентифицируют после обнаружения и удаления, мешающих анализу веществ, т. е. применяют не только реакции обнаружения веществ, но и реакции отделения их друг от друга.

Так как свойства вещества зависят от его чистоты, необходимо кратко остановиться на этом вопросе.

Чистота веществ. Элементарное вещество или соединение содержат основной компонент и примеси (посторонние вещества). Если примеси содержатся в очень малых количествах, то их называют «следами». Вещество называется высокочистым при содержании примесей не более (мольные доли) иультрачистым при наличии примесей меньше (мольные доли).

Имеется и другое определение особо чистого вещества, согласно которому они содержат примеси в таких количествах, которые не влияют на основные специфические свойства веществ.

Поэтому значение имеет не любая примесь, а примеси, которые оказывают влияние на свойства чистого вещества. Такие примеси называются лимитирующими.

Особо чистым веществам присваиваются определенные марки, которыми характеризуют число видов и логарифм массовой доли лимитирующих примесей (%). Например, марка ОСЧ8-6 означает, что вещество особой чистоты содержит 8 лимитирующих видов примесей, причем суммарная их концентрация не превышает 10^-6 %. При наличии органических примесей их обозначают индексом «ОП» и указывают логарифм их массовой доли (%). Например, марка ОП-5-ОСЧ означает, что суммарное содержание органических примесей не превышает .

Идентификация катионов неорганических веществ. Методы качественного анализа основываются на ионных реакциях, которые позволяют идентифицировать элементы в форме тех или иных ионов. В ходе реакций образуются труднорастворимые соединения, окрашенные соединения, происходит окисление или восстановление с изменением цвета раствора.

Для идентификации с помощью образования труднорастворимых соединений используют как групповые, так и индивидуальные осадители.

Групповыми осадителями для ионов служит; для ионов-; для ионови др..

Любой катион можно идентифицировать с помощью определенной реакции, если удалить другие катионы, мешающие этой идентификации.

Имеется много органических и неорганических реагентов, образующих осадки или окрашенные комплексные соединения с катионами (табл.10.1)

Некоторые соединения металлов окрашивают пламя горелки в тот или иной цвет, например натрий (желтый), калий (фиолетовый), кальций (кирпично-красный, стронций (карминово-красный), медь (желто-зеленый).

Таблица 10.1