(кислотно-основная классификация)
| Номер группы, название | Изучаемые катионы | Групповой реагент | Продукты реакции с групповым реагентом и аналитический сигнал |
| I Растворимая | Na+, K+, NH  |
Нет | – |
| II Хлоридная | Ag+, Pb2+, Hg  |
HCl 2 моль/дм3 | AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 – осадки белого цвета |
| III Сульфатная | Ca2+, Sr2+, Ba2+ | H2SO4 1 моль/дм3 | CaSO4, SrSO4, BaSO4 – осадки белого цвета |
| IV Амфолитная | Al3+, Zn2+, Cr3+, Sn2+ (Sn4+) | Избыток NaOH (KOH) 2 моль/дм3 | [Al(OH)6]3-, [Sn(OH)4]2-, [Sn(OH)6]2-, [Zn(OH)4]2- – бесцветные растворы . [Cr(OH)6]3- – раствор изумрудно-зеленого цвета |
| V Гидроксидная | Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Sb3+ (Sb5+), Bi3+ | Избыток NaOH (KOH) 2 моль/дм3 или NH4OHконц | Mg(OH)2, Sb(OH)3, HSbO3, Bi(OH)3 – осадки белого цвета . Mn(OH)2, Fe(OH)2 – осадки белого цвета, буреющие на воздухе . Fe(OH)3 – осадок бурого цвета |
| VI Аммиакатная | Cu2+, Co2+, Cd2+, Ni2+, Hg2+ | Избыток NH4OHконц | [Cd(NH3)4]2+,[Hg(NH3)4]2+ – бесцветные растворы . [Cu(NH3)4]2+ – синего цвета . [Co(NH3)6]2+ – желтого цвета . [Ni(NH3)6]2+ – сиреневого цвета |
Первая (растворимая) аналитическая группа катионов Na+, K+, NH 
Первая аналитическая группа объединяет простые катионы s-элементов главной подгруппы I группы периодической системы Д. И. Менделеева (их электронные формулы: Na+ 2s22p6, K+ 3s23p6) и комплексный катион аммония, образованный за счет донорно-акцепторной связи между NH3 (донор электронов) и протоном (акцептор электронов): NH3 + Н+ ↔ NH 
.
|
|
|
Близость химических свойств этих ионов определяется малым постоянным зарядом (1+), большим радиусом (0,098 – 0,143 нм), невысоким ионным потенциалом (0,07 – 0,102) и наименьшей среди катионов поляризующей способностью. Это обуславливает образование неокрашенных и хорошо растворимых в воде соединений и небольшое разнообразие аналитических реакций. Малорастворимые соединения эти катионы образуют лишь с крупными, легко поляризующимися анионами: ClO 
, [Sb(OH)6]–, HC4H4O 
, [Co(NO2)6]3– и др. Окраска соединений определяется цветом аниона, например: CrO 
– желтый, МnО 
– малиновый.
Вследствие малого заряда и слабой поляризующей способности ионы Na+ и К+ не являются комплексообразователями. Обладая устойчивой и постоянной степенью окисления (+1), эти катионы не участвуют в реакциях окисления и восстановления. Характерными для них являются реакции обмена (осаждение в виде слабых электролитов с объемными анионами) (таблица 2).
Гидроксиды натрия и калия – сильные основания, соли этих катионов и анионов сильных кислот в водных растворах не гидролизованы (рН = 7), соли слабых кислот гидролизованы по аниону (рН > .7).
Катион аммония благодаря своему строению обладает рядом отличительных свойств.
1. Катион аммония неустойчив в основной среде:
NH 
+ ОН– = NH3↑ + Н2О
Эта реакция используется в анализе для обнаружения и удаления иона NH 
.
|
|
Представленная информация была полезной? ДА 58.69% НЕТ 41.31% Проголосовало: 990 |
2. Катион аммония обладает восстановительными свойствами:
2NH 
+ 4Cl2 = N2↑ + 8HCl
В качестве окислителей могут быть использованы хлор, хлорамин, гипохлориты (например, NaClO), хлорная известь и другие реагенты.
3. Соли аммония термически нестойки: при прокаливании они разлагаются с образованием газообразных азотсодержащих продуктов. Реакция протекает без изменения степени окисления элементов, если соль образована кислотой, не являющейся окислителем.
NH4Cl = NH3↑ + HCl↑
(NH4)2CO3 = 2NH3↑ + СО2↑+ Н2О
Реакция протекает с изменением степени окисления элементов, если присутствует анион кислоты-окислителя.
NH4NO3 = N2O↑ + 2Н2О
В анализе эти реакции используются для удаления катиона аммония.
4. Водный раствор аммиака является слабым основанием, соли аммония и сильных кислот гидролизованы по катиону (рН < . 7).
NH 
+ НОН = NH4OH + Н+
В анализе катионов I аналитической группы используют следующие способы выполнения реакций: пробирочный, микрокристаллоскопический, пирохимический и в «газовой камере».
Таблица 2
