13.Основные положения качественного анализа. Условия проведения аналитических реакций. Обнаружение ионов в смеси: дробный и систематический анализ.

1. Сущность и методы качественного анализа

Основной задачей качественного анализа является установление химического состава, т.е. обнаружение ионов (катионов и анионов), содержащихся в анализируемом веществе.

Химические методы обнаружения и идентификации веществ основаны на проведении аналитических реакций.

Аналитические реакции - качественные реакции, сопровождающиеся видимым изменением:

Образованием или растворением осадка.

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓ (белый кристаллический)

Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓ (белый кристаллический)

BaSO₄ не растворяется в кислотах, BaCO₃ растворяется в кислотах.

Образованием характерных кристаллов.

Кристаллы CaSO₄⋅2H₂O в виде пучков или звездочек. Кристаллы

натрийуранилацетата CH₃COONa⋅UO₂(CH₃COO)₂ правильной тетраэдрической

или октаэдрической формы.

Появлении или изменении окраски растворов.

Водные растворы солей железа (III) окрашены в желтый цвет. При взаимодействии ионов Fe³⁺ c тиоцианат-ионами раствор приобретает темно-красную окраску:

Fe³⁺ + 3SCN^- → Fe(SCN)₃ (темно-красная)

Выделение газа.

Реакции выделения газов используются для обнаружения анионов летучих и неустойчивых кислот, а также катионов аммония:

NH₄⁺ + OH^- → NH₃↑ + H₂O

Обнаружение ионов проводят дробным и систематическим методом. Анализ, основанный на применении качественных специфических реакций называется дробным. В отдельных порциях раствора в произвольной последовательности проводят открытие отдельных катионов. Так на практическом занятии проводим анализ смеси катионов 4, 5 и 6 групп.

Однако, специфических реакций известно немного. Поэтому в качественном анализе применяют систематический ход анализа, при котором открытие ионов ведется в строгой последовательности, путем выделения групп катионов и анионов с помощью групповых реагентов. После чего внутри каждой группы с помощью тех или иных реакций разделяют и открывают индивидуальные катионы и анионы.

Систематический анализ используют в основном для обнаружения ионов в сложных многокомпонентных смесях. Он очень трудоемок и в настоящее время часто применяют дробно-систематический метод. При таком подходе используется минимальное число групповых реактивов, что позволяет наметить ход анализа в общих чертах, который затем осуществляется дробным методом.

14.Основные положения качественного анализа. Реактивы: специфические, избирательные, групповые. Требования к химическим реактивам в аналитической химии.

1. Сущность и методы качественного анализа

Основной задачей качественного анализа является установление химического состава, т.е. обнаружение ионов (катионов и анионов), содержащихся в анализируемом веществе.

Химические методы обнаружения и идентификации веществ основаны на проведении аналитических реакций.

Аналитические реакции - качественные реакции, сопровождающиеся видимым изменением:

Образованием или растворением осадка.

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓ (белый кристаллический)

Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓ (белый кристаллический)

BaSO₄ не растворяется в кислотах, BaCO₃ растворяется в кислотах.

Образованием характерных кристаллов.

Кристаллы CaSO₄⋅2H₂O в виде пучков или звездочек. Кристаллы

натрийуранилацетата CH₃COONa⋅UO₂(CH₃COO)₂ правильной тетраэдрической

или октаэдрической формы.

Появлении или изменении окраски растворов.

Водные растворы солей железа (III) окрашены в желтый цвет. При взаимодействии ионов Fe³⁺ c тиоцианат-ионами раствор приобретает темно-красную окраску:

Fe³⁺ + 3SCN^- → Fe(SCN)₃ (темно-красная)

Выделение газа.

Реакции выделения газов используются для обнаружения анионов летучих и неустойчивых кислот, а также катионов аммония:

NH₄⁺ + OH^- → NH₃↑ + H₂O

Реактивы, используемые в химическом анализе, делят на группы, относительно реакций в которых они участвуют:

1) Специфический реактив (характерный) - реактив, с помощью которого в исследуемом растворе обнаруживают один ион.

2) Избирательный реактив – реактивы, позволяющие обнаружить несколько ионов.

3) Групповой реактив – (общий, селективный) реактив взаимодействует в растворе одновременно с несколькими ионами, имеющими общие химические свойства и объединенные в одну группу.

Основными требованиями к химическим реактивам является их чистота. При использовании загрязненных реактивов, содержащих примеси, результаты анализа получаются неверными. По степени чистоты химические реактивы классифицируют на технические (т), чистые(ч) – содержат примеси до 2,0%, чистые для анализа (чда) – до 1,0%, химически чистые (хч) – менее 0,1%, высоко чистые (вэч) и особо чистые (осч). Две последние группы реактивов характеризуются высокой чистотой: 0,01-0,00001% примесей. Чистота реактивов регламентируется ГОСТами и техническими условиями.

Для проведения большинства аналитических работ пользуются реактивами с марками хч и чда. В химические лаборатории реактивы поступают в соответствующей таре, которая снабжена этикеткой. На этикетке указаны название и химическая формула соединения, а также степень чистоты и количественное присутствие допустимых примесей.