Систематический и дробный анализ

Большин­ство аналитических реакций недостаточно специфично и дает сходный эффект с несколькими ионами. Поэтому в процессе анализа приходится прибегать к отделению ионов друг от друга. Таким образом, открытие ионов проводится в определенной последовательности. После­довательное разделение ионов и их открытие носит на­звание систематического хода анализа.

Систематический ход анализа основан на том, что сначала с помощью групповых реактивов разделяют смесь ионов на группы и подгруппы, а затем уже в пре­делах этих подгрупп обнаруживают каждый ион харак­терными реакциями. Групповыми реагентами действу­ют на смесь ионов последовательно и в строго опреде­ленном порядке.

В ряде случаев прибегают не к систематическому разделению ионов, а к дробному методу анализа. Этот метод основан на открытии ионов специфическими реак­циями, проводимыми в отдельных порциях исследуемого раствора. Так, например, ион Fe ²⁺ можно открыть при помощи реактива К_з[Fе(СN)₆] в присутствии любых ионов.

Так как специфических реакций немного, то в ряде случаев мешающее влияние посторонних ионов устраня­ют маскирующими средствами. Например, ион Zn²⁺ можно открыть в присутствии Fe²⁺ при помо­щи реактива (NH₄)₂[Hg(SCN)₄], связывая мешающие ионы Fe²⁺ гидротартратом натрия в бесцветный комп­лекс.

Дробный анализ имеет ряд преимуществ перед систе­матическим ходом анализа: возможность обнаруживать ионы в отдельных порциях в любой последовательности, а также экономия времени и реактивов.

Но так как специфических реакций немного и ме­шающее влияние многих ионов нельзя устранить маски­рующими средствами, в случае присутствия в растворе многих катионов из разных групп прибегают к систе­матическому ходу анализа, открывая лишь некоторые ионы дробным методом.

Оборудование и посуда

аиболее удобно в обычной практике проводить ка­чественное исследование полумикрометодом. Этот метод не требует больших количеств веществ для анализа, дает значительную экономию времени и реактивов по срав­нению с макрометодом. В то же время этот методзначительно проще микрометода, требующего специальной аппаратуры и особых навыков работы.

Для работы полумикрометодом в лаборатории необ­ходимо иметь следующее оборудование.

1. Переносной деревянный штатив с набором капель­ниц с растворами солей, реактивов, кислот и щелочей и баночек с сухими солями (рис. 1).

Рис. 1.

2. Штатив для пробирок.

3. Металлический штатив с кольцом, фарфоровым треугольником и асбестированной сеткой.

4. Держатели для пробирок.

5. Центрифужные пробирки (рис. 2).

Рис. 2.

6. Пробирки цилиндрические.

7. Капиллярные пипетки (рис. 3.).

Рис. 3.

8. Стеклянные палочки (рис. 4.).

Рис. 4.

9. Фарфоровые чашки диаметром 3—5 см.

10. Промывалка (рис. 5).

Рис. 5.

11. Предметные стекла.

12. Фарфоровая капельная пластинка (рис. 6).

Рис. 6.

13. Предметные стекла с углублениями (рис. 7).

Рис. 7.

14. Ершик для мытья посуды.

15. Водяная баня (рис. 8).

Рис. 8.

16. Центрифуга (рис. 9)

Рис. 9.

 Частные реакции, а также операции разделения ио­нов проводят в конических пробирках для центрифуги­рования или в маленьких цилиндрических пробирках. В пробирку вносят несколько капель анализируемого раствора и, соблюдая необходимые условия, прибавля­ют по каплям реактив, помешивая реакционную смесь стеклянной палочкой.

Выполняя реакцию, необходимо следить за тем, чтобы кончик пипетки не касался стенок пробирки во избежание загрязнения реактива. Вынутую из капельницы пипетку по выполнении реакции необходимо сразу же опустить в ту же капельницу.

Вместо пробирок частные реакции можно выполнять также на фарфоровых капельных пластинках (рис. 6) или особых предметных стеклах с углублениями (рис. 7). В этом случае расход реактивов минималь­ный, а результат реакции хорошо заметен.

Для нагревания реакционной смеси пробирку погру­жают в кипящую водяную баню. Водяная баня может также служить для упаривания (выпаривания до небольшого объема) растворов. Выпаривание до­суха обычно проводят в фарфоровой чашке, нагревая ее на пламени газовой горелки. Пока жидкость не вы­парилась до конца, целесообразно ставить чашку на асбестированную сетку. Если остаток от выпаривания необходимо прокалить, чашку ставят на фарфоро­вый треугольник.

Для отделения осадка от раствора пробирку с осад­ком помещают в центрифугу.

Классификация анионов и групповые реагенты

ак известно из курса неорганической химии, к анионам отно­сятся отрицательно заряженные частицы, состоящие из отдельных" атомов или групп атомов различных элементов. Эти частицы могут нести один или несколько отрицательных зарядов. В отличие от катионов, которые в большинстве своем состоят из одного атома, анионы могут иметь сложный состав, состоящий из нескольких атомов.

Общепринятой классификации анионов не существует. Разными авторами предложены различные системы классификации их.

В настоящем руководстве принята наиболее часто применяемая классификация, по которой все анионы делятся на три аналитические группы в зависимости от растворимости их бариевых и серебряных селей.

В данном случае групповыми реагентами являются растворимые соли бария и серебра (табл. 1).

                      Таблица № 1

Классификация анионов

Общая характеристика анио­нов первой группы

 первой аналитической группе анионов относятся сульфат-ион SO₄ ^2-, сульфит-ион SO₃^2-, корбонат-ион СO₃^2-, фосфат-ион РO₄^3-, силикат-ион SiO₃ ^2-.

Эти анионы образуют с катионом Ва²⁺ соли, мало растворимые в воде, но, за исключением сульфата бария, хороню растворимые в разбавленных минеральных кислотах. Поэтому выделить анионы этой группы в виде осадка групповым реагентом—хлоридом бария BaCl₂ можно только в нейтральной или слабощелочной среде.

Анионы первой группы образуют с катионами серебра Ag⁺ соли, растворимые в разбавленной азотной кислоте, а сульфат серебра Ag₂S0₄ растворим даже в воде.