Pobierz Ć W I C Z E N I E 5a Analiza jakościowa i więcej Notatki w PDF z Chemia tylko na Docsity! CHEMIA ANALITYCZNA 1 Ć W I C Z E N I E 5a Analiza jakościowa Podział kationów na grupy analityczne Podstawą podziału kationów na grupy analityczne jest wielkość iloczynu rozpuszczalności poszczególnych soli metali. Jak wiadomo im niższą wartość ma iloczyn rozpuszczalności, tym trudniej rozpuszcza się dany osad. Kationy, które tworzą trudno rozpuszczalne osady z jednym określonym odczynnikiem chemicznym, można zaliczyć do jednej grupy. Kationy zaszeregowuje się do pięciu grup analitycznych (tabela 1). Tabela 1. Podział kationów na grupy analityczne. Numer grupy Kationy należące do danej grupy Odczynnik grupowy I Ag+, Pb2+, Hg2 2+ roztwór HCl II Hg2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+ H2S w roztworach kwaśnych III Al3+, Cr3+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Ni2+, Co2+ (NH4)2S w obecności NH3aq i NH4Cl IV Ca2+, Ba2+, Sr2+ (NH4)2CO3 w obecności NH3aq i NH4Cl V K+, Na+, NH4 +, Li+, Mg2+ brak Odczynnikiem grupowym dla I grupy analitycznej jest kwas solny, który z kationami I grupy tworzy trudno rozpuszczalne chlorki. Kationy II grupy można wydzielić z badanego roztworu przy użyciu H2S gazowego jako odczynnika grupowego, w środowisku kwaśnym lub używając w tym celu tioacetamidu, który w wyniku hydrolizy na gorąco wydziela H2S. III grupa kationów daje trudno rozpuszczalne osady pod wpływem siarczku amonowego w środowisku zasadowego buforu amonowego. Wapń, stront i bar należą do IV grupy, dają trudno rozpuszczalne osady pod wpływem działania węglanu amonowego w środowisku buforu amonowego i wreszcie V grupa, która nie posiada odczynnika grupowego. Warunki strącania osadów odczynnikami grupowymi Kationy I grupy analitycznej tworzą z kwasem solnym trudno rozpuszczalne osady chlorków. Kationy natomiast pozostałych grup wykazują tendencję do tworzenia z kwasem solnym dobrze rozpuszczalnych związków. Dlatego też działanie kwasem solnym na mieszaninę wszystkich kationów pozwala na wyodrębnienie jonów rtęci (I), ołowiu (II) i srebra (I). Podstawowym testem, który pozwoli rozróżnić te trzy białe osady, jest potraktowanie ich amoniakiem. W wodnym roztworze amoniaku chlorek srebra rozpuszcza się, tworząc kompleks amoniakosrebrowy, chlorek rtęciawy (kalomel) czernieje w związku CHEMIA ANALITYCZNA 2 z wydzielaniem się w czasie reakcji metalicznej rtęci, natomiast chlorek ołowiu(II) nie ulega żadnym zmianom (tabela 1). Po takim wstępnym rozpoznaniu kationu należy przeprowadzić możliwie wszystkie reakcje, charakterystyczne (tabela 2) dla badanego kationu, sprawdzić zabarwienie powstających osadów. Tabela 2. Reakcje charakterystyczne dla kationów z I grupy analitycznej. Odczynnik strącający Jony I grupy analitycznej Ag+ Hg2 2+ Pb2+ HCl AgCl biały serowaty osad, fiołkowiejący na świetle Hg2Cl2 biały jedwabisty osad, tzw. kalomel PbCl2 biały krystaliczny osad reakcje białych osadów chlorków z NH3aq [Ag(NH3)2)Cl chlorek amoniakalno- srebrowy dobrze rozpuszczalny w H2O Hg0 czarny osad brak reakcji NaOH ---- Hg2O czarny osad Pb(OH)2 biały osad rozpuszczalny w kwasach i nadmiarze zasady KI AgI żółtawy osad Hg2I2 zielonkawy osad PbI2 żółty osad K2Cr2O7 Ag2Cr2O7 brunatno-czerwony osad Hg2CrO4 ceglastoczerwony osad PbCrO4 żółty osad Odczynnikiem grupowym dla drugiej grupy analitycznej jest H2S. Zamiast niego w ćwiczeniu do zakwaszonego kwasem solnym roztworu kationu będziemy dodawać tioacetamid i ogrzewać nad palnikiem. Reakcje charakterystyczne dla drugiej grupy przedstawiono w tabeli 3. Tabela 3. Reakcje charakterystyczne dla kationów z II grupy analitycznej. Odczynnik strącający Jony II grupy analitycznej Hg2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+ tioacetamid w obecności HCl (ogrzewamy roztwór) HgS czarny osad Bi2S3 brunatnoczarny osad CuS czarny osad CdS żółty osad NaOH HgO żółty osad Bi(OH)3 biały osad Cu(OH)2 niebieski osad Cd(OH)2 biały osad NH4OH ---- ----- Cu(OH)2SO4 zielonkawoniebieski w nadmiarze daje [Cu(NH3)4]SO4 lazurowy roztwór Cd(OH)2 biały osad w nadmiarze daje [Cd(NH3)4](OH)2 bezbarwny roztwór KI HgI2 czerwonoceglasty osad ---- ---- ----