jak_met

розчини не підкисляють) і 1-2 краплі розчину K4[Fe(CN)6]. В присутності Cu2+ випадає червоно-бурий осад Cu2[Fe(CN)6].

5.2.3. Катіон V аналітичної групи: Pb2+

Груповий реагент: HCl (п.17).

Реакції виявлення катіона за допомогою реагенту: Pb2+ - KI (п.18).

17. Дія групового реагенту. Груповим реагентом є 2 М розчин HCl, під дією якого катіони V групи осаджуються у вигляді хлоридів, малорозчинних у холодній воді. Оптимальні умови осадження - рН=2. Наприклад:

Pb2+ + 2 Cl- = PbCl2 .

До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 1-2 краплі 2 М розчину HCl. Випадання білого осаду свідчить про наявність катіонів V групи. Якщо заздалегідь відомо, що іони Ag+ та Hg22+ відсутні, як це є в даному випадку, то осад, що утворився, використовують для виявлення іонів Pb2+.

18. Виявлення Pb2+. Йодид калiю KI утворює з Pb2+ жовтий осад йодиду свинцю: Pb2+ + 2 I- = PbI2

До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 1-2 краплі розчину KI. Якщо жовтий осад, який при цьому утворився, промити у суміші з 4 крапель води та 1 краплі 2 М CH3COOH і нагріти до розчинення осаду, то після охолодження випадає жовтий осад PbI2 у вигляді блискучих золотистих кристаликів.

5.3.Реакції аніонів I-III аналітичних груп

Складають таблицю "Реакції анiонів I-III груп " аналогiчно до таблицi 4.

5.3.1. Анiони І аналітичної групи : SO42-, CO32-, PO43- (НPO42-), SiO32-

Груповий реагент: BaCl2 (п.19) при рН 7

Реакції виявлення аніонів за допомогою реагентів: SO42- - HCl (п.20);

CO32- - HCl (п.21);

PO43- (НPO42-) - а) HCl (п.22а); б) MgCl2 + NH4OH при рН 9 (п.22б); SiO32- - а) HCl (п.23а); б) NH4Cl (п.23б);

19. Дія групового реагенту. Груповим реагентом є BaCl2 у нейтральному або слабколужному середовищі. Іони Ва2+ з аніонами І групи утворюють малорозчинні у воді солі білого кольору - сульфат, карбонат, фосфат і силікат:

SO42- + Ba 2+ = BaSO4

CO32- + Ba2+ = BaCO3

HPO42- + Ba2+ = BaHPO4

SiO32- + Ba2+ = BaSiO3

Для ознайомлення у 4 пробірки вносять по 2 краплі розчинів: у першу - (NH4)2SO4 , у другу - Na2CO3 , у третю - Na2HPO4 , у четверту - Na2SiO3 . У кожну пробірку додають по 2 краплі розчину BaCl2 . Утворення білого осаду свідчить про наявність аніонів І групи. Відношення цих осадів до дії сильних кислот дозволяє ідентифікувати кожний з цих аніонів.

22

У випадку роботи з невідомою речовиною в одну пробірку вносять 1-2 краплі досліджуваного розчину, створюють нейтральне або слабколужне середовище і діють розчином BaCl2. Утворення осаду свідчить про наявність в досліджуваному розчині аніонів І групи, а відношення цього осаду до дії сильних кислот дозволяє ідентифікувати ці аніони, як вказано нижче (пункти 20, 21, 22а, 23а).

20. Виявлення SO42-. До першої пробірки (пункт 19) з осадом BaSO4 додають 2 краплі 2 М розчину HCl. Нерозчинність осаду свідчить про наявність аніона SO42- .

21. Виявлення СО32-. До другої пробірки (пункт 19) з осадом BaCO3 додають 2

краплі 2 М розчину HCl. Розчинення осаду і виділення бульбашок безбарвного газу (СО2) вказує на присутність іонів СО32- :

BaCO3 + 2 H+ = Ba2+ + H2O + CO2

22. Виявлення PO43- (НPO42-).

а) До третьої пробірки (пункт 19) з осадом BaHPO4 додають 2 краплі 2 М розчину HCl. Повне розчинення осаду без виділення бульбашок газу свідчить про наявність аніонів PO43- або НPO42- :

BaHPO4 + H+ = Ba2+ + H2PO4- ,

яку підтверджують додатковою реакцією згідно пункту 22б.

б) У пробірці змішують 2-3 краплі досліджуваного розчину з 2 краплями розчинів MgCl2 та 2 M HCl. Після цього у пробірку додають по краплях 2 M розчин NH4OH, перемішуючи скляною паличкою після кожної краплі, до появи чіткого запаху аміаку або до досягнення рН 9 за універсальним індикаторним папером. Випадання білого кристалічного осаду MgNH4PO4 вказує на присутність іонів РО43- (НPO42-).

23 . Виявлення SiO32- .

а) До четвертої пробірки (пункт 19) з осадом BaSiO3 додають 2 краплі 2 М розчину HCl. Розчинення білого осаду без виділення бульбашок газу але з утворенням драглистого майже безбарвного продукту реакції (суміші силікатних кислот) свідчить про наявність аніонів SiO32- . Присутність іонів SiO32- підтверджують додатковою реакцією згідно пункту 23б.

б) В пробірці змішують 2-3 краплі досліджуваного розчину з 2-3 краплями концентрованого розчину NH4Cl або кристалічним ( 0,05 г) NH4Cl, перемішують скляною паличкою, нагрівають на водяній бані. Внаслідок зміщення рівноваги гідролізу силікат-іонів вправо під впливом гідролізу іонів NH4+, а також коагуляційної дії іонів амонію на суміш силікатних кислот, що утворюються, розчин стає драглистим, в'язким (з пробірки може не виливатись).

Схематично процес відбувається згідно наступних рівнянь: SiO32- + 2 HOH <====> H2SiO3 + 2 OH -

2 OH - + 2 NH4+ <====> 2 NH 4OH.

Сумарно: SiO32- + 2 H2O + 2 NH4+ <====> H2SiO3 + 2 NH4OH

Зауваження: Дана реакція використовується для виявлення аніонів SiO32- тільки при відсутності катіонів Al3+ .

23

5.3.2. Анiон ІІ аналітичної групи: Cl-

Груповий реагент: AgNO3 (п.24).

Реакції виявлення аніона за допомогою реагентів: Cl- - а) AgNO3(п.25a); б) (NH4)2CO3 (п.25б).

24. Дія групового реагенту. Груповим реагентом є AgNO3 в присутностi 2 М розчину HNO3 , тому що анiони ІІ групи (Cl-, Br-, I- тощо) утворюють з іонами срiбла солi, які є нерозчиннi в розбавленій HNO3 , наприклад:

Cl - + Ag + = AgCl

До 1-2 крапель досліджуваного розчину додають 2-3 краплі 2 М розчину HNO3 i 1 краплю розчину AgNO3 . Випадання білого або світложовтого осаду свідчить про наявність аніонів II групи.

25. Виявлення Cl-.

а) В пробірку поміщають 2-3 краплі досліджуваного розчину і додають по одній краплі розчинів AgNO3 та 2М HNO3. Випадання білого "сироподібного" осаду AgCl, що стає сіро-фіолетовим на світлі, вказує на присутність іонів Cl-. Це підтверджують додатковою реакцією згідно пункту 25б.

б) Хлорид срібла розчиняється у надлишку (NH4)2CO3 згідно рівняння реакції:

AgCl + 2 NH4+ + CO32- = [Ag(NH3)2]+ + Cl- + H2CO3 .

Солі AgBr та AgI є нерозчинними в (NH4)2CO3 . Білий осад, одержаний в пункті 25а, центрифугують, відкидають центрифугат, промивають осад дистильованою водою і знову центрифугують. До осаду додають 5-7 крапель 12%-ного розчину (NH4)2CO3 і ретельно перемішують вміст пробірки скляною паличкою декілька хвилин. Якщо осад розчиняється повністю, то це свідчить про відсутність в розчині іонів Br- i I- . До 2-3 крапель одержаного розчину додають по краплях 2 М розчин HNO3 до рН<7. Утворення білої каламуті чи випадання білого осаду підтверджує наявність у досліджуваному розчині іонів Сl -. Реакція протікає згідно рівняння:

[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2 H+ = AgCl + 2 NH4+.

Якщо осад розчинився у надлишку (NH4)2CO3 не повністю, то це свідчить про присутність також іонів Br- чи I- , або про їх сумісну присутність. У цьому випадку для аналізу на присутність іонів Сl- використовують центрифугат, який підкислюють 2 М розчином HNO3 . Спостерігають за аналітичним сигналом (осад випадає чи ні), роблять висновок про присутність чи відсутність іонів Cl-.

5.3.3. Анiон III аналітичної групи: NO3-

Реакції виявлення аніона за допомогою реагентів:

NO3- - а) дифеніламін (п.26a); б) Cu + H2SO4(конц.)(п.26б).

Анiони III аналiтичної групи групового реагента не мають i визначаються специфiчними реакцiями.

26. Виявлення NO3 -.

а) По стінці у нахилену пробірку дають одну краплю досліджуваного розчину і додають по тій самій стінці пробірки 1 краплю розчину дифеніламіну в концентрованій сульфатній кислоті (обережно: концентрована кислота!!!). Одержання на стінці пробірки темносинього або синьо-фіолетового забарвлення, зумовленого продуктами окиснення дифеніламіну іонами NO3-, свідчить про присутність у розчині іонів NO3-.

24

Подібний аналітичний сигнал дають інші окиснювачі, наприклад NO2-, CrO42-, MnO4-, Fe3+, [Fe(CN)6)]3-, які мають стандартний окисно-відновний потенціал більший ніж 0,76 В (потенціал окиснення дифеніламіну до дифенілбензидину фіолетового). Тому ця реакція для виявлення NO3- є достовірною тільки при відсутності таких окиснювачів в досліджуваному розчині. Якщо в розчині присутні іони йоду, то концентрована сірчана кислота окисняє їх до йоду І2, колір якого іноді маскує забарвлення від нітрат аніону. Окиснення дифеніламіну відбувається за наступною схемою реакцій:

NH	+	NH
ДИФЕНІЛАМІН	- 2 H+	(колір - безбарвний)
-2 e-
NH		NH
ДИФЕНІЛБЕНЗИДИН	- 2 H+	(колір - безбарвний)
-2 e-
N		N
ДИФЕНІЛБЕНЗИДИН ФІОЛЕТОВИЙ		(колір - синьо-фіолетовий)

Якщо є сумніви стосовно присутності в розчині заваджаючих речовин, тоді проводять перевірочну реакцію на іони NO3- за пунктом 26б.

б) На іони NO3- можна провести додаткову реакцію. У пробірку з 4-5 краплями досліджуваного розчину (або 1-2 кристалики досліджуваної речовини) додають 2-3 краплі концентрованої H2SO4 та кусочок металічної міді (дротинка, стружка), цю суміш нагрівають на водяній бані. Виділення бурого газу з різким запахом (NO2) і забарвлення розчину в голубий колір (іони Сu2+) підтверджують присутність в розчині іонів NO3- . Реакція протікає згідно рівняння:

3 Cu + 2 NO3- + 8 H+ = 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O;

2 NO + O2 = 2 NO2 (бурий газ)

6. ІДЕНТИФІКАЦІЯ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН НЕВIДОМОГО СКЛАДУ (СОЛЕЙ)

Речовини, які видаються студентові для аналiзу, є індивідуальними неорганічними солями або сумішами двох солей, до складу яких входять 1-2 катіони та 1-2 аніони з того невеликого переліку катіонів та аніонів, які рекомендовані для вивчення

25

даними методичними вказівками і реакції виявлення яких описані в попередніх розділах. Тому пропонується спрощений хід аналізу з використанням елементів систематичного та дробного аналізу.

Проводячи аналіз солі невідомого складу, записують всі результати дослідження (позитивні і негативні) згідно схеми, запропонованої нижче, як це показано у прикладі (див. розділ 6.6). При цьому рекомендуємо користуватися графічною схемою (див. рисунок у Додатку), яка може полегшити орієнтування в ході аналізу.

Перед тим, як приступити до аналiзу солі невідомого складу, треба провести попереднi дослiдження, якi дозволять дізнатися про деякi її властивостi; це полегшить вибiр ходу аналiзу, зробить його бiльш цiлеспрямованим і ефективним, скоротить час на проведення аналізу.

6.1. Попередні дослідження

а) Зовнiшнiй вигляд солі

Описують зовнiшнiй вигляд речовини. Якщо речовина тверда, вона може бути аморфною, дрiбноабо грубокристалiчною. Уважно розглядаючи пiд мiкроскопом тонкий шар речовини, за формою та забарвленням крупинок (кристалів) інколи можна встановити, чи є вона однорiдною, тобто індивідуальною, чи це сумiш декiлькох солей.

б) Забарвлення (колiр) солі

Звертають увагу на забарвлення солі, а також на забарвлення її розчину. За забарвленням солі можна зробити висновок про наявнiсть або вiдсутнiсть в ній забарвлених іонiв (Fe3+, Cu2+ тощо).

в). Нагрiвання у термостійкій пробiрцi

При нагрiваннi невеликої кiлькостi солі (за об'ємом - приблизно сiрникова головка) у сухій термостійкій пробiрцi з неї може видiлятися водяна пара, яка конденсується на стiнках холодної частини пробiрки. Це вказує на вмiст у речовинi кристалізаційної води, ОН--груп тощо. Бiлий налiт на стiнках пробiрки дають солi амонiю або ртутi.

г) Дiя розбавлених сильних кислот

На декiлька кристаликiв солі у пробiрцi дiють 2-3 краплями розчинів 1 М H2SO4 або 2 М HCl. Якщо при цьому не видiляються бульбашки газу без запаху (СО2) або газу з характерним запахом (SO2, H2S), то можна стверджувати, що сіль не є карбонатом, сульфiтом чи сульфідом, якi легко розкладаються кислотами з виділенням відповідних газів.

6.2. Розчинення солей

Як розчинники застосовують: дистильовану воду, 2 М розчини СН3СООН, HCl i HNO3 , концентровані HCl i HNO3 , суміш HNO3 i HCl у співвідношенні (1:3). При цьому поступають таким чином: беруть в пробірку декілька крупинок солі, додають 1-1,5 мл води і ретельно перемішують скляною паличкою. Якщо сіль не розчинилася, то пробірку поміщають на декілька хвилин у гарячу водяну баню і нагрівають. Якщо речовина не розчинилася у воді при нагріванні, то дослід повторюють з наступним із вказаних вище розчинників. Якщо розчинник знайдено, то на цьому випробування інших розчинників припиняють. Про часткове розчинення солі у воді чи кислоті роблять висновок за появою сухого залишку після випарювання краплі прозорого розчину на предметному склі.

26

При частковому розчиненні солі для аналізу беруть прозорий розчин, який знаходиться над нерозчиненим залишком.

Вибравши таким шляхом придатний розчинник, готують 4-5 мл розчину (місткість малої пробірки) з таким розрахунком, щоб у ньому знаходилось приблизно 0,15 г речовини (за об'ємом це біля 2 сiрникових головок). Якщо для розчинення були використані концентровані кислоти, то розчин випарюють у фарфоровій чашці до малого об'єму (приблизно 1 мл) для вилучення більшої частини кислоти і розбавляють водою до об'єму 4-5 мл. Приготований розчин досліджуваної солі ділять на дві частини, одна з яких використовується для виявлення катіонів, а інша - для виявлення аніонів.

Якщо сіль розчиняється у дистильованiй воді , то за допомогою унiвер-

сального iндикаторного паперу визначають рН розчину (розділ 2.3, п."Визначення рН розчину"). Величина рН розчину дозволить передбачити наявнiсть у складi речовини катiонiв або анiонiв, якi здатні чи не здатні до гiдролiзу.

6.3. Виявлення катіонів

Аналіз розчину починають з виявлення катіонів NH4+, Fe2+, Fe3+. Оскільки катiони NH4+ входять до складу реагентiв для виявлення та розділення катiонiв II i III аналiтичних груп і таким чином можуть бути занесеними у розчин, то їх виявляють у початковому розчині. Катiони Fe2+ та Fe3+ можуть змінювати ступінь окиснення пiд час проведення аналiтичних реакцiй при розділенні катіонів на групи, тому Fe2+ та Fe3+ виявляють специфічними реакціями дробним методом у початковому розчині ще до розділення на групи. Систематичний аналіз починають з виявлення і осадження катіонів V групи, потім - IV, III, II і, нарешті, аналізують розчин на присутність катіонів I групи. Кожну наступну аналітичну групу катіонів виявляють і осаджують після осадження і відокремлення центрифугуванням осаду катіонів попередньої вищої за номером аналітичної групи. Послідовність виявлення аналітичних груп, до яких належать катіони досліджуваної солі, повинна здійснюватись за наступною схемою (у другій колонці вказані катіони, які можуть входити до складу солей, що видаються для аналізу):

Послідовність	Номер аналітичної групи катіонів	Груповий реагент та
визначення		умови виконання реакції
1	V (Pb2+ )	HCl; pH 2
2	IV (Cu2+ )	HCl + Na2S; pH 0,5
3	III (Fe2+,Fe 3+, Al3+,Zn2+, Mn2+ )	(NH4)2S , pH 9
4	II (Ba 2+ , Ca 2+ )	(NH4)2СО3, pH 9
5	I (Na+, NH4+, K+, Mg 2+ )	відсутній

Зауваження: Проводячи відокремлення груп іонів чи окремих іонів, слід створити необхідну кислотність розчину і досягати повноти осадження, контролюючи повноту осадження шляхом додавання до прозорого центрифугату 1-2 крапель реагентуосаджувача.

Як вже було сказано, об'єктами аналізу можуть бути солі, молекули яких містять один катіон і аніон, два катіони (подвійні солі, наприклад галуни) або суміші двох солей. У зв’язку з цим, аналіз на присутність катіонів не завершують при виявленні одного катіону та аніону, а дослідження продовжують далі, тобто - від V до I групи включно.

27

Встановивши, які групи катіонів присутні в досліджуваній солі, розділяють катіони по групах та ідентифікують їх, керуючись методиками аналізу суміші катіонів виявлених груп, як це описано у відповідних розділах цих методичних вказівок. Для аналізу використовують досліджуваний розчин (при наявності специфічних реакцій), осад, який утворився при дії групового реагенту, центрифугат після відокремлення осаду катіонів. Осад катіонів розчиняють у придатному розчиннику.

Забарвлення розчину та осаду є важливою аналітичною ознакою, на що необхідно звертати увагу в ході аналізу, оскільки це може полегшити і спростити аналіз. Наприклад, при осадженні катіонів ІІІ групи груповим реагентом (NH4)2S колір осаду може бути чорним (присутність катіонів заліза Fe2+ та Fe3+), білим (присутність Zn2+, Al3+), блідорожевим (присутність Mn2+). Виходячи з цього, якщо осад чорного кольору, то слід проводити виявлення катіонів Al3+, Zn2+ та Mn2+, оскільки їх осади світлого кольору маскуються чорним кольором сульфідів заліза.Якщо осад блідорожевого кольору (відсутні іони Fe2+ та Fe3+ , але присутні іони Mn2+), то потрібно виявляти іони Al3+ та Zn2+ , білі осади яких маскуються забарвленням MnS. Якщо осад чисто білого кольору (відсутні Fe2+, Fe3+, Mn2+), то необхідно виявляти іони Al3+ та Zn2+. Іони Al3+ та Zn2+ слід виявляти у центрифугаті після відокремлення іонів Fe2+, Fe3+ та Mn2+ дією H2O2 і надлишку NaOH при нагріванні (див. пункти 30, 10а, 10б, 14б).

Аналіз катіонів ІІ групи починають з виявлення іонів Ba2+ cпецифічними реакціями в окремих пробах розчину, в якому відсутні катіони III-V груп. У випадку присутності катіонів Ва2+ їх осаджують, наприклад, розчином (NH4)2SO4, відцентрифуговують і в прозорому центрифугаті виявляють катіони Са2+ за допомогою реагента

(NH4)2C2O4 (див. пункти 7, 32, 8).

Рекомендованим реагентом Na3[Co(NO2)6] неможливо однозначно виявити катіони К+ у присутності іонів NH4+, оскільки іони NH4+ дають з цим реагентом подібний аналітичний сигнал (жовтий осад).Тому, якщо для виявлення іонів К+ використовують розчин, який містить іони NH4+, то іони NH4+ відокремлюють з розчину випаровуванням розчину і прожарюванням сухого залишку до повного розкладу амонійних солей або зв’язуванням іонів NH4+ у гексаметилентетраамін за допомогою формальдегіду (див. пункт 33) і тільки після цього виявляють іони K+ (див. пункт 3).

6.4. Відокремлення груп катіонів у процесі аналізу солі невідомого складу

27. Відокремлення катіонів V групи (Pb2+) від катіонів I-IV груп. Для встановлення присутності катіонів IV групи слід відокремити катіони V групи (Pb2+ ). Для цього у пробірку поміщають 10 крапель розчину досліджуваної солі і додають 5 крапель 2 М HCl. Центрифугують реакційну суміш, відбирають піпеткою центрифугат, який використовують для встановлення присутності катіонів IV групи (Cu2+ ) згідно п.15

та п.16.

28. Відокремлення катіонів IV групи (Cu2+) від катіонів I-III груп. До 15-20

крапель досліджуваного розчину, який не містить катіонів V групи або центрифугату, одержаного після осадження і відокремлення катіонів V групи (див. п.27) додають 5 крапель 2 М HCl і 5 крапель Na2S, нагрівають. Контролюють величину рН розчину (рН повинен бути в межах 0,5-1), при необхідності регулюють pH додаванням NaOH або

28

HCl. Центрифугують реакційну суміш. Центрифугат використовують для виявлення катіонів ІІІ групи згідно п.9 після окиснення S2- до S0 шляхом кипятіння і випаровування розчину до половини об'єму. Осад сульфідів IV групи (якщо, крім Cu2+, можуть бути присутніми інші катіони) розчиняють в 6 М HNO3 і аналізують.

29. Відокремлення катіонів III групи від ІІ та І груп .

Для відокремлення беруть 10 крапель досліджуваного розчину, який не містить катіонів IV та V груп, по 5 крапель NH4Cl, NH4OH та 7 крапель (NH4)2S. Або беруть 10 крапель одержаного за п.28 центрифугату, до якого додають по краплях 2 М NH4OH до досягнення рН 9 (величину рН контролюють за універсальним індикаторним папером після додавання кожної краплі і перемішування розчину скляною паличкою), після чого додають 5 крапель NH4Cl та 7 крапель (NH4)2S нагрівають на водяній бані. Після перевірки досягнення повноти осадження розчин центрифугують, відокремлюють центрифугат, який підкислюють 10 краплями 2 М CH3COOH, нагрівають 5 хвилин на водяній бані для вилучення H2S, випарюють до половини об'єму для концентрування перед виявленням катіонів І та ІІ груп. Осад після промивання водою розчиняють, обробляючи його 4-6 краплями 6 М HNO3 при нагріванні, відцентрифуговують сірку. Центрифугат, який містить катіони ІІІ групи, розбавляють 5 краплями води і використовують для дробного аналізу на виявлення катіонів III групи.

30. Відокремлення катіонів Fe3+, Fe2+ і Mn2+ від катіонів Al3+ i Zn2+.

Це відокремлення виконується перед виявленням іонів Al3+ та Zn2+, якщо попередньо було встановлено присутність у досліджуваному розчині іонів Fe3+, Fe2+ і Mn2+. Ці іони перешкоджають виявленню іонів Al3+ та Zn2+ внаслідок утворення забарвлених осадів Fe(OH)3, MnО(OH)2 за реакціями:

Fe3+ + 3 OH- = Fe(OH)3 (червоно-бурий)

2 Fe2+ + 4 OH- + H2O2 = 2 Fe(OH)3

Mn2+ + 2 OH- + H2O2 = MnO(OH)2 (темно-бурий ) + H2O

До 5-6 крапель кислого центрифугату з пункту 29 додають по краплях концентрований NaOH до рН 10 і 2-3 краплі 3 % Н2О2 , нагрівають на водяній бані. Відцентрифуговують осад, який може складатися з Fe(OH)3 i MnO(OH)2 (або одного з них), від розчину, що може містити іони AlO2- та (або) ZnO22-. В окремій порції центрифугату після підкислення її розчином CH3COOH виявляють Al3+ (пункти 10а і 10б), а Zn2+ - у лужному розчині дією Na2S (пункт 14б).

Якщо перед розділенням катіонів на групи аналітичні сигнали реакцій виявлення катіонів Fe3+, Fe2+ і Mn2+ були нечіткими і висновок про їх присутність чи відсутність є непевним, то осад, який може містити гідроксиди заліза та (або) мангану розчиняють у 4-5 краплях 1 М H2SO4 в присутності 2-3 крапель розчину KNO2 при нагріванні на водяній бані. Після цього в одержаному розчині для перевірки проводять додаткові реакції на іони заліза (п.11, 12) та мангану (п.13). Це приклад показує використання процедури концентрування, з допомогою якої можна виявити іон при його вмісті меншому від чутливості аналітичної реакції.

29

31. Відокремлення катіонів II аналітичної групи від І групи .

При виявленні катіонів ІІ групи можна не проводити відокремлення катіонів ІІ групи від катіонів І групи. Для аналізу солі на присутність катіонів І групи слід відокремити від них катіони ІІ групи дією групового реагента [(NH4)2CO3 , pH 9]. Відокремлення катіонів II групи від І групи проводять в аналогічних умовах, як і в пункті 5, тільки для осадження беруть 10 крапель досліджуваного розчину, який не містить катіонів III-V груп, по 5 крапель NH4Cl, NH4OH i (NH4)2CO3. Або беруть 10 крапель підготовленого до осадження катіонів ІІ групи кислого центрифугату з п.10б, додають по краплях 2 М NH4OH до рН 9 (контроль за універсальним індикаторним папером), 5 крапель NH4Cl та 10 крапель (NH4)2CO3 . Розчин з осадом нагрівають на кип'ячій водяній бані протягом 2-3 хвилин. Після відстоювання осаду перевіряють повноту осадження, додаючи обережно по стінках 1-2 краплі (NH4)2CO3 . Якщо прозорий розчин скаламутився, то додають ще декілька крапель (NH4)2CO3, нагрівають і знову перевіряють повноту осадження. Після її досягнення осад відцентрифуговують (див. опис у розділі 2.3, п."Відокремлення осаду від розчину"). Центрифугат використовують для виявлення катіонів I аналітичної групи (див. пункти 1,3,4), а промитий водою осад розчиняють у 5-6 краплях CH3COOH і використовують для виявлення катіонів II аналітичної групи (див. пункти 7, 32, 8).

32. Відокремлення іонів Ba2+ від Ca2+ у розчині, в якому відсутні катіони III-V груп, проводять згідно пункту 6, тільки для реакції беруть 5 крапель досліджуваного розчину, додають 5 крапель насиченого розчину (NH4)2SO4 і нагрівають. Після перевірки повноти осадження іонів Вa2+ і її досягнення проводять центрифугування. Центрифугат використовують для виявлення Ca2+ (п.8).

33. Відокремлення NH4+. Цю операцію проводять перед виявленням іона К+ ,

якщо у досліджуваному розчині присутні іони NH4+.

Одним з поширених методів відокремлення іонів NH4+ є формальдегідний. Суть цього методу полягає в тому, що формальдегід (СН2О) у лужному розчині взаємодіє з іонами NH4+, утворюючи молекули органічної сполуки (CH2)6N4 (гексаметилентетраамін, уротропін). До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 2-3 краплі 40 % розчину формальдегіду, одну краплю фенолфталеїну і по краплях розчин Na2CO3 до появи незникаючого при перемішуванні червоного забарвлення, яке відповідає рН 10. Якщо при цьому утворюється осад карбонатів і гідроксидів, то суміш у пробірці нагрівають 1-2 хвилини і відокремлюють осад центрифугуванням. Центрифугат підкислюють 2 М розчином CH3COOН до знебарвлення (зникнення червоного забарвлення) і виявляють у ньому К+ (п.3).

6.5. Виявлення аніонів

Поступають так само, як і при аналізі катіонів, тобто спочатку виявляють групу, а потім аніон. Для виявлення аніонів І групи використовують розчин BaCl2 у нейтральному чи слабколужному середовищі, для аніонів ІІ групи - розчин AgNO3 у присутності 2 М розчину НNO3. Аніони ІІІ групи (NO3-) виявляють згідно пунктів 26а та

26б.

Підготовка розчину перед аналізом для виявлення аніонів полягає у вилученні з розчину так званих катіонів "важких металів", до яких в даному випадку відносяться

30

катіони II-V аналітичних груп разом з катіоном Mg2+. Заваджаюча дія цих катіонів пов'язана з тим, що багато з них є забарвленими, крім того вони мають окисно-відновні властивості і здатність давати осади з рядом аніонів. Вилучення катіонів "важких металів" досягається кип'ятінням досліджуваного розчину з розчином соди, Na2CO3 . При цьому аніони, які входять до складу речовини, переходять в розчин у вигляді відповідних солей натрію, а катіони залишаються в осаді у вигляді середніх або основних карбонатів а деякі у вигляді гідроксидів, наприклад:

BaSO3 + CO32- = BaCO3 + SO32-

2CuSO4 + 2CO32- + H2O = (CuOH)2CO3 + 2SO42- + CO2

2 AlCl3 + 3CO32- + 3H2O = 2Al(OH)3 + 6Cl- + 3CO2

Центрифугат після відокремлення осаду називається "содовим екстрактом" і служить для виявлення аніонів. Зрозуміло, що, коли досліджувана речовина містить тільки катіони K+, Na+, NH4+, тоді операція одержання "содового екстракту" не проводиться. В такому випадку розчиняють приблизно 0.1 грама досліджуваної речовини в 2-3 мл дистильованої води і потім в окремих порціях цього розчину виявляють аніони. Якщо досліджувана речовина містить катіони "важких металів", тоді в "содовому екстракті" виявляти аніон СО32- не можна, оскільки ми його вже попередньо внесли в розчин. Тому аніон СО32- виявляють в окремій порції досліджуваної речовини.

Приготування "содового екстракту" для різних випадків і особливості проведення цієї операції описано на с.565-567 [1]. Содова екстракція використовується для складних неорганічних сумішей (наприклад, дослідження якісного складу природніх мінералів). В графічну схему якісного аналізу солі невідомого складу (див. Додаток) содова екстракція не включена, оскільки солі невідомого складу, які містять 1 2 з вивчених катіонів та аніонів, є простими об'єктами аналізу і тому в даному конкретному випадку робити "содовий екстракт" не має необхідності.

6.6.Форма запису результатів аналізу солі на прикладі KAl(SO4)2 12H2O

6.6.1.Попередні дослідження солі невідомого складу

а). Зовнішній вигляд солі. Дослідження аналізованої солі за допомогою мiкроскопа вказує на її кристалічну структуру та однорідність кристалів за формою. Отже, невідома сіль - це кристалічна речовина, яка не є сумішшю кількох солей, що мають різну кристалічну структуру.

б). Колiр солі . Сіль бiлого кольору, тому можна допустити, що до її складу не входять забарвлені катіони (Cu2+, Fe3+, Co2+, Ni2+ та інші) та аніони (Cr2O72-, CrO42-, MnO4- та інші).

в). Нагрівання солі у термостійкій пробірці. При нагріванні солі виділяється водяна пара, яка конденсується у верхній холодній частині пробірки. Це вказує на можливий вміст у досліджуваній солі кристалізаційної води або на те, що досліджувана речовина є основною сіллю.

г). Розчинення солі. Досліджувана сіль розчинна у воді. Отже, вона не відноситься до нерозчинних у воді cульфатів: BaSO4, CaSO4 і PbSO4 , хлоридів: AgCl, PbCl2 , Hg2Cl2 , карбонатів ІІ - V груп катіонів та MgCO3 .

31