Содержание

Качественный анализ

Системный и дробный анализ

Аналитическая классификация катионов и периодическая система Д.И. Менделеева

Характеристика II аналитической группы Ag, Pb, Hg

Общие и частные реакции катионов

Систематический ход анализа катионов II аналитической группы

Техника работы с ртутью и кислотами

Лабораторная работа

Список литературы

Качественный анализ

Анализ того или иного вещества проводят с целью установления его качественного или количественного химического состава.

В соответствии с этим различают качественный и количественный анализ.

Задачи качественного анализа могут быть разнообразными, но все они сводятся к качественному обнаружению (открытию):

1) Химических элементов, входящих в состав анализируемого вещества; например, методами качественного анализа можно установить, что в состав сульфида железа FeS входят элементы: железо и сера;

2) Простых ионов, образующихся при растворении исследуемого вещества в воде или других растворителях; например, методами качественного анализа можно установить, какие ионы (Fe2+ или Fe3+, CO2+ или Cu2+ и т.д.) входят в состав данного вещества;

3) Группа атомов или сложных ионов, составляющих исследуемые вещества; например, методами качественного анализа можно обнаружить, что в состав исследуемого вещества входят CO32-, SO42-, PO43-, [Zn(NH3)6]2+ и другие сложные ионы;

4) Молекул, например CuSO4·5H2O, Na2CO3 и Na2CO3·10H2O и т.д.

Другими словами, при помощи качественного анализа находят, из каких химических элементов, ионов, групп атомов и молекул состоит анализируемое вещество.

Системный и дробный анализы

Дробный анализ. Для обнаружения отдельных ионов не всегда сразу удается подобрать специальный реактив, который дает характерный осадок или окрашивание только с открываемыми ионами. Задача значительно затрудняется в присутствии посторонних ионов, которые могут давать аналогичные продукты реакции или вызывать другие затруднения в процессе анализа. Особенно усложняется анализ в тех случаях, когда концентрация посторонних ионов значительно превышает концентрацию обнаруживаемых ионов.

Чтобы сделать анализ смеси нескольких веществ, близких по свои химическим свойствам, приходится их предварительно разделить и только затем проводить частные реакции на отдельные ионы. Поэтому качественный анализ включает не только реакции обнаружения ионов, но и методы их разделения. За методами разделения или выделения следует идентификация ионов отдельных элементов.

Реакции, позволяющие обнаруживать искомые ионы в отдельных порциях сложной смеси при условии устранения влияния посторонних ионов, называют дробными реакциями. Метод анализа, основанный на применении дробных реакций, называют дробным анализом. Таким образом, качественным дробным анализом является метод обнаружения искомых ионов из отдельных порций анализируемого раствора при помощи дробных реакций, выполняемых в любой последовательности. Качественный дробный анализ выполняют в пробирках.

Метод дробного анализа детально разработан Н.А. Тананаевым. Метод заключается в том, что отдельные небольшие пробы исследуемого раствора обрабатывают реактивами (или смесями нескольких реактивов), устраняющими влияние посторонних ионов, которые мешают обнаружению искомых ионов. Затем обнаруживают искомые ионы при помощи характерных реакций. При этом порядок обнаружения катионов или анионов не имеет особого значения. При дробном методе анализа в первую очередь используют высокочувствительные избирательные реактивы, позволяющие обнаруживать данный ион в присутствии других. Такой метод не требует много времени и дает возможность обнаруживать те или иные ионы, минуя длительные операции последовательного отделения одних ионов от других.

Дробный анализ дает возможность быстро обнаруживать ограниченное число (от одного до пяти) ионов, содержащихся в смеси, состав которой приблизительно известен. В этом случае нет необходимости в проведении полного качественного анализа исследуемого образца, требуется лишь установить наличие или отсутствие в нем некоторых компонентов.

Дробный качественный анализ имеет много преимуществ перед другими химическими методами анализа, но и ему присущи некоторые недостатки.

Систематический анализ. Полный анализ многокомпонентной смеси можно провести значительно быстрее, если применить систематический анализ.

При выполнении систематического анализа в отличие от дробного анализа соблюдают определенный порядок разделения и последующего открытия искомых ионов. Поэтому для исследования берут одну относительно большую пробу анализируемого раствора. Разделение ионов на группы выполняют в определенной последовательности. Для этого используют сходства или различия свойств ионов в отношении действия групповых реактивов, из которых главным является сероводород. Группы ионов подразделяют на подгруппы, а затем в пределах данной подгруппы разделяют индивидуальные ионы и обнаруживают их при помощи характерных реакций. Другими словами, при выполнении систематического анализа к обнаружению ионов приступают главным образом лишь после удаления из анализируемого раствора в результате последовательных операций всех других ионов, мешающих открытию искомых ионов.

Аналитическая классификация катионов и периодическая система Д.И. Менделеева

Аналитическая классификация катионов. Ионы делятся на аналитические группы. Классификация катионов по аналитическим группам основана на растворимости некоторых образуемых ими солей.

Согласно классификации, предложенной Н.А. Меншуткиным, все ионы металлов (катионы) делятся на две большие группы:

а) ионы, осаждаемые сероводородом или сульфидом аммония;

б) ионы, не осаждаемые указанными реактивами.

Ионы металлов, сульфиды которых растворимы в воде, подразделяют в свою очередь на ионы, осаждаемые и не осаждаемые карбонатом аммония.

Таким образом, сероводород, сульфид аммония и карбонат аммония являются общими, или групповыми реактивами, способными к взаимодействию с группой ионов.

Много лет прошло с тех пор, как Н.А. Меншуткин предложил свою классификацию. За этот период другие ученые не раз предлагали различные системы классификации катионов. Однако до сих пор наиболее распространенной и общепринятой является классификация, основанная на принципах, предложенных Н.А. Меншуткиным.

Согласно этой классификации, катионы подразделяются на следующие пять аналитических групп:

I аналитическая группа катионов – катионы натрия, калия, аммония, магния и др.;

II аналитическая группа катионов – катионы серебра, ртути, свинца и др.;

III аналитическая группа катионов – катионы кальция, стронция, бария и др.

IV аналитическая группа катионов – катионы цинка, алюминия, олова и др.

V аналитическая группа катионов – катионы магния, марганца, железа и др.

VI аналитическая группа катионов – катионы никеля, кобальта, кадмия и др.