Лекция № 4. Дробный и систематический анализ

Основные понятия темы

Специфические реакции позволяют обнаруживать ион в отдельной порции анализируемого раствора, не считаясь с присутствием других ионов. При этом последовательность обнаружения ионов может быть произвольной.

Дробным анализом называют обнаружение ионов с помощью специфических реакций в отдельных порциях анализируемого раствора, производимое в любой последовательности.

Дробный анализ применяют агрохимические и заводские лаборато­рии, особенно в тех случаях, когда состав исследуемого материала до­статочно хорошо известен и требуется только проверить отсутствие некоторых примесей. Если же используемые реакции не специфичны, а мешающее дейст­вие посторонних ионов устранить не удается, то проведение дробного анализа невозможно. В этом случае применяют систематический ход анализа.

Сисmемаmическим ходом анализа – называется определенная последовательность выполнения аналитических реакций, при которой каждый ион обнаруживают после того, как будут обнаружены и удалены другие ионы, мешающие его обнаружению.

Допустим, что раствор нужно испытать на присутствие катиона Са²⁺, но в нем одновременно может содержаться и ион Ва²⁺. Катион Са²⁺ принято обнаруживать в виде оксалата:

CaC1₂ + (NH₄)₂С₂О₄ = СаС₂О₄ + 2NH₄Cl

Эта реакция достаточно чувствительна, но не специфична, так как окса­лат аммония (NH₄)₂C₂0₄ дает белый кристаллический осадок не только с Са²⁺, но также с Ва²⁺ и некоторыми другими ионами. Поэтому преж­де чем обнаруживать катион Са²⁺, необходимо проверить, присутствует ли в растворе мешающий ион Ва²⁺. Последний можно обнаружить в отдельной порции раствора, действуя хроматом калия, с которым Ва²⁺ дает характерный желтый осадок:

BaCl₂ + К₂Сг0₄ = ВаСг0₄↓ + 2KCl

Присутствие иона Са²⁺ не мешает обнаружению иона Bа²⁺ этой реакцией, так как хромат кальция СаСгО₄ хорошорастворим в воде (выпадает в осадок только из очень концентрированных растворов солей кальция).

Дальнейший ход анализа зависит от результата проведенного испы­тания. Если окажется, что ион Bа²⁺ отсутствует, то в другой порции раствора можно обнаруживать катион Са²⁺, действуя оксалатом аммо­ния (NH₄)₂С₂О₄. Если же катион Bа²⁺ присутствует, то прежде чем обнаруживать Са²⁺, следует полностью удалить из раствора ионы Bа²⁺. Для этого на весь раствор действуют избытком хромата калия К₂Сr0₄ (или дихромата калия К₂Сr₂0₇), убеждаются, что ионы Bа²⁺ полностью осаждены в виде хромата бария BaСrО₄ и, отделив осадок, беспрепятственно обнаруживают катионы Са²⁺.

Следовательно, в систематическом ходе анализа применяют не только реакции обнаружения отдельных ионов, но также и реакции отделения их друг от друга.

Разделение ионов чаще всего основывается на различной раствори­мости аналогичных солей (например, ВаСr0₄ и СаСrО₄). Иногда в этих целях используют и различную летучесть соединений. Так, отделение катиона NH₄⁺ от ионов Na⁺, К⁺ и Mg²⁺ осуществляют выпариванием раствора и прокаливанием сухого остатка. При этом непрочные соли аммония разлагаются, улетучиваются, и соединения Na⁺, К⁺ и Mg²⁺ освобождаются от мешающих примесей этих солей, отделяя один ион от другого, нужно внимательно следить за пол­нотой этого разделения, без которой результаты анализа будут оши­бочными. Например, при неполном удалении иона NH₄⁺ можно в даль­нейшем „переоткрыть” К⁺ и Nа⁺, так как с реактивами на эти катионы взаимодействуют и соли аммония. Полноту удаления мешающего иона проверяют в каждом случае специальной пробой. ­Систематический анализ не следует противопоставлять дробному: эти методы взаимно дополняют друг друга. Каждый из них имеет свою область применения.