Теоретическая часть. Качественный анализ позволяет установить, из каких химических элементов состоит анализируемое вещество

Качественный анализ позволяет установить, из каких химических элементов состоит анализируемое вещество, какие ионы, группы атомов или молекул входят в его состав. Анализ осуществляется химическими, физическими и физико-химическими методами. Химические методы основаны на химических превращениях, которые протекают в растворах и проводят к образованию осадков окрашенных соединений или газообразных веществ. Химические реакции, используемые в целях анализа, называются аналитическими реакциями.

Аналитическими реакциями являются только те, которые сопровождаются внешним эффектом: выпадением или растворением осадка, изменением окраски, выделением газообразных веществ. Поэтому аналитическими реакциями открывают не химические вещества, а образуемые ими катионы и анионы. По результатам устанавливают формулу соединения.

При выполнении аналитических реакций следует соблюдать определенные условия:

1) Определенная среда анализируемого раствора. В случае необходимости нужная среда создается прибавлением кислоты или щелочи, или присутствием буферной смеси.

2)Температура раствора. Реакции выполняются при нагревании или на "холоду".

3) Достаточно высокая концентрация открываемого иона в растворе. Выпадение осадка происходит только тогда, когда продукта реакции получается больше, чем его может быть в насыщенном растворе.

Среди аналитических реакций выделяют специфические или избирательные реакции.

Специфической называется реакция, которая позволяет открыть данный ион в присутствии любых других ионов. Реактив, дающий специфическую реакцию, называют специфическим. Специфических реакций относительно немного. Более распространены, так называемые селективные или групповые реакции, которые дают сходный внешний эффект с некоторыми ионами. Обнаружение ионов с помощью специфических реакций в отдельных порциях раствора, производимое в любой последовательности, называется дробным анализом.

Дробный метод используется по схеме:

1) Устраняют мешающие ионы;

2) Обнаруживают искомый ион какой-либо характерной реакцией.

Мешающие ионы устраняют с помощью реакций осаждения, комплексообразования и т.п.

Если же реакции, используемые для анализа, не специфичны, а мешающее действие посторонних ионов устранить не возможно, то дробный анализ невозможен. В этом случае используют, так называемый, систематический ход анализа.

Систематический ход анализа — определенная последовательность выполнения аналитических реакций, при которых каждый ион открывают только после того, как будут открыты и удалены другие ионы, мешающие его обнаружению. В систематическом ходе анализа применяют не только реакции открытия отдельных ионов, но также реакции отделения их друг от друга. Из сложной смеси ионы выделяют не по одному, а небольшими группами, пользуясь одинаковым их отношением к некоторым реактивам. Реактивы, позволяющие выделить из сложной смеси целую группу ионов, называют групповыми реактивами или групповыми реагентами. Применение группового реагента позволяет сложную аналитическую задачу разделить на несколько простых задач. Кроме того, если групповой реагент вовсе не дает осадка с исследуемым раствором, то это указывает на отсутствие целой группы ионов. Групповой реагент должен удовлетворять определенным требованиям:

1) Он должен осаждать катионы практически количественно;

2) Полученный осадок должен легко растворяться в кислотах, чтобы можно было провести дальнейший анализ;

3) Избыток добавленного реагента не должен мешать обнаружению ионов, которые остались в растворе.

Систематический анализ смесей можно проводить по сероводородному и бессероводородному анализу. Сероводородный метод анализа, несмотря на то, что он точный и классический, очень токсичный. В нем используются групповые реагенты H₂S, Na₂S, (NH₄)₂S сверхтоксичные, вредные для здоровья, требующие отличной работы вентиляции. На практике пользуются бессероводородными методами: кислотно-основным, пероксидным, фосфатно-аммиачным, глицериновым и др. Во всех этих схемах используются в различных сочетаниях процессы растворения и осаждения, окисления-восстановления, комплексообразования. Кислотно-основной метод имеет ряд преимуществ:

1) Простой, не требует дорогостоящих реактивов.

2) Основные реагенты — HCl, H₂SO₄, NaOH, NH₄OH менее токсичны, чем сероводород.

Таблица 7 - Метод основан на делении всех катионов на 6 групп