Klasyczna analiza jakościowa polega na identyfikacji składu związku chemicznego poprzez dodanie odpowiedniego odczynnika, pod wpływem którego zachodzi charakterystyczna reakcja analityczna: po dodaniu odczynnika grupowego roztwór zabarwia się, powstaje osad o różnej rozpuszczalności i charakterystycznej barwie lub wydziela się gaz.
Podział kationów na grupy analityczne i ich ogólna charakterystyka
Podział kationów na grupy analityczne został opracowany przez chemika Bunsena.
W celu ułatwienia analizy kationów i ujednolicenia procedur analitycznych, wprowadzono podział najbardziej powszechnych kationów na pięć grup analitycznych od I - V. Podział oparty jest na tworzeniu przez kationy nierozpuszczalnych związków (wytrącanie osadów) z odpowiednimi odczynnikami, nazywanymi odczynnikami grupowymi.
Podział kationów na grupy (wg. Bunsena)
Grupa |
Odczynnik grupowy |
Jony wykrywane |
Uwagi |
I |
2 M HCI |
Ag\Hg22+,Pb2+ |
Chlorki nierozp. w H20 i w rozc. HO |
n |
CHjCSNH2(AKT) w 0,3 M HO |
Hg2ł,BiI+,Cu2+,Cd2ł,Sn2+,Sn4+, As^As^Sb^b** |
Siarczki nierozp. w rozc. HO i h2so4 |
iii |
CHjCSNHj(AKT) w obecności NHj HjO i NH4CI |
AI*+,Cr,+łFe2ł,Fe*\NiJ*/Co2\Mn2+,Zn2+ |
Siarczki nierozp. w H20 i rozp. w rozc. kwasach |
IV |
(NH4)2CO, w obecności NH,CI i NHj HjO |
Ba2+,Sr2+,Ca2+ |
Węglany Nierozp. w H20 i rozp.w rozc. kwasach, oprócz H2S04 |
V |
Brak odczynnika grupowego |
Mg2ł,NH4ł,K+,Nał |
Nie wytrącają się poprzednimi odczynnikami |
Kationy: srebra - Ag*, ołowiu - Pb3*, miedzi - Cu1*, żelaza - Fe3*
żelaza - Fe3*, manganu - Mn3*, magnezu - Mg3*, amonu - NH,*
W dzienniku laboratoryjnym zapisujemy reakcje, obserwacje i wnioski.
1. Reakcje jonu srebra - Ag*
a. HO oraz rozpuszczalne chlorki wytrącają z roztworu Ag* biały osad Agd. W reakcji fotochemicznej osad ciemnieje i wydziela się metaliczne srebro w stanie atomowego * rozdrobnienia. Pozostałe halogenki srebra AgBr i AgJ są również światłoczułe i dlatego znalazły zastosowanie w fotografii.
Ag* + Cl' -* AgO ł + h v -» Ag* i + Cl*
b. Chromian (VI)potasu KjCrO< wytrąca z roztworów soli srebra brunatny osad chromianu srebra, który w kwaśnym środowisku (kwasu siarkowego) roztwarza się i przechodzi w pomarańczowy dwuchromian(VI) - O2O72'.
2Ag* + CrO«2* -> Ag2Cr044-
2Ag2Cr04 4 + 2H* -» 4Ag* + Cr2073 + H20
c. H2SO4 i rozpuszczalne w wodzie siarczany (VI) nie wytracają osadów z roztworów srebra(I) w odróżnieniu o jonów Pb2*.
Sprawdź reakcje na płytce porcelanowej dodając po kitka (2 -3) kropie odczynników do dołka.
2. Reakcje jonu - Pb2*
a. HO oraz rozpuszczalne chlorki wytrącają biały krystaliczny osad PbCI2 z roztworów soli Pb3*. Stosunkowo duża rozpuszczalność soli nie wytrąca go całkowicie z roztworu mieszaniny kationów, stąd obecność jonu Pb2* również w drugiej grupie analitycznej.
Pb2* + 2CF -» PbCI2l
chlorek ołowlu(II) biały krystaliczny osad
Osad PbC12 rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika dając kwas chlorołowiowy H[PbQ2]. Pba2 + HCI -+ H[Pba3]
Wykonaj na płytce porcelanowej.
b. NaOH i KOH wytrącają z roztworów soli ołowiu biały osad wodorotlenku ołowiu (II), rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika. Reakcja przebiega dwuetapowo.
Pb3* + 20H" Pb(OH)2i
Pb(OH)2 + 20H -> Pb023' + H20
jon - ołowian (n)
-zapis ołowianu(II) w postaci cząsteczkowej Na2Pb02 - ołowian (II) sodu, lub w postaci uwodnionej soli kompleksowej Na2[Pb(OH)«] - tetrahydroksyołowian(II) sodu. Wykonaj w probówce dodając 2-4 kropie odczynników do wytrącenia osadów a następnie zadanie nadmiarem zasady.