Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (практическое руководство) (1110140), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Для:.;:,;.'-'„',', разделения авионов обычно используют различную раствори- мость солей бария и серебра. С помощью групповых реагентов смесь катионов разделяют на группы и подгруппы, а затем в каждой обнаруживают ионы характерными для пих реакциями;::.,'-,, 120 Название систематического хода анализа и состав аналитических групп катионов определяются групповыми реагентами. Состав групп катионов меняется с изменением групповых реагентов. Для разделения катионов наиболее известны сероводородная, аммиачно-фосфатная и кислотно-щелочная схемы аналюа. Сероводородная схема анализа основана на различной растворимости сульфидов, хлоридов, гидроксидов и карбонатов металлов (табл. ЗЛ).
Эта схема в настоящее время утратила свое значение из-за ядовитости сероводорода. Аммиачно-фосфатиая схема основана на различной растворимости фосфатов и хлорндов металлов (табл. 3.2). Обычно зту схему используют для анализа объектов, содержащих фосфат-ионы (почвы, удобрения и др.). Во всех других схемах анализа фосфат-ион необходимо отделить. С этой целью его либо осаждают в виде фосфата циркония, либо отделяют ионообменньл г методом (см. $ 3.3.3). Кислотно-щелочная схема основана на различной растворимости хлоридов, сульфатов и гидроксидов катионов в минеральных кислотах, гидроксиде натрия и аммиахе (табл.
3.3). В настоящем руководстве эта схема изложена наиболее подробно. При аналюе отдельных групп в любой схеме вместо разделений с помощью осадителей можно использовать экстракцию и хроматографиго. 3.1Л, АНАЛИЗ СМЕСИ КАТИОНОВ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНЬН11 МЕТОДОМ Групповыми реагентами являются НС1, Н~БОь ХаОН и ХН, (табл. 3,3). В основе метода лежит различная растворимость в воде хлоридов, сульфатов и пщроксидов, амфотерные свойства гидроксидов некоторых металлов и способность к образованию растворимых аммиачныг комплексных соединений. Анализируемый образец может представлять собой смесь твердых солей (возможно присутствие оксидов), раствор или раствор с осадком. Половину образца отделяют и сохраняют до конца анализа.
Это неприкосновенный запас, который используют в случае повторения анализа. Прежде чем приступить к систематическому ходу анализа, выполняют некоторые предварительные испьггания, которые помогают при интерпретации результатов. Следует также обнаружить ряд катионов дробным методом, используя специфические и селективные реакции, маскируя мешающие ионы.
Предварительные испытания. 1. Обращают внимание на окраску образца и делают предварительные выводы о возможном присутстчии или отсутствии окрашенных катионов. 121 2. Определяют рН с помощью универсального индикатора (если анализируют раствор), 3. Проверяют отношение образца к действию кислот и щелочей, Для этого отбирают в пробирку немного твердого образца нли 1 — 2 капли раствора с осадком, добавляют 2 — 3 капли б М НС1. Если осадок растворился полностью, в его состав, вероятно, входят карбонаты и гидроксиды катионов.
Если полного растворения не происходит, возможно присутствие БЬОС1, В1ОС1, РЬС1ь А8С1, Ва$04 и РЬ804. Аналогично проверяют отношение образца к действию избытка 2 М ХаОН или КОН. Если осадок растворяется, в его состав входят гидроксиды алюминия, динка, хрома, свинца и олова. Анализируемый образец помещают в пробирку и растворяют в минимальном количестве 2 М НС1. В отдельных порциях полученного раствора обнаруживают катионы дробным методом.
Обнаружение катионов дробным методом. 1. Обнаружение ХН4 . Ион аммония в дальнейшем может быть внесен в анализируемую смесь с групповыми реагентами, поэтому его обязательно обнаруживают предварительно. Для обнаружения ХН4' используют специфическую реакцию выделения аммиака при действии щелочей (см. с. 18). Можно проделать реакцию с реактивом Несслера (см. с. 19), однако следует помнить, что эта реакция очень чувствительна и применяется обычно для подтверждения отсутствия ХН4', а не для его обнаружения. 2.
Обнаружение К (1). Используют реакцию с Ха~Со(ХО,)г, и микрокристаллоскопическую реакцию с Ха,РЬСп(ХОг)~ (см. с. 21 — 22). Мешающие ионы предварительно осаждают в виде карбонатов, а ион аммония удаляют или маскируют. К 1 — 2 каплям анализируемого раствора добавляют насыщенный раствор Ха~СОз до щелочной реакции (до красной окраски фенолфталенна илн по индикаторной бумаге). Отделяют осадок центрифугированием, В центрифугате после подкисления 2М СН,СООН до рН 4 — 6 обнаруживают К (1). Если в растворе был обнаружен ХН,', его удаляют. Для этого центрифугат переносят в фарфоровую чашку, добавляют несколько капель концентрированной НХОь вьшаривают досуха (под тягой1).
Повторяют операцию выпаривания с НХО, до полного удаления ХН4'. Для проверки полноты удаления растворяют осадок в чашке в 5 — 6 каплях воды, отбирают каплю раствора на предметное стекло или в пробирку, добавляют каплю реактива Несслера. Отрицательная реакция указывает на полное удаление ионов аммония.
125 Подкисляют раствор в чашке 2 М СН»СООН до рН 4 — 6 (по индикатору) и определяют К (?). Для маскирования ХН»+ используют формальдегид. К 2 — 3 '! каплям анализируемого раствора добавляют равный объем .--', 40',4-ного раствора формальдегида и каплю фенолфталеина. Добавляют насьпценный раствор Ха,СО» до устойчивой красной .'."~ окраски, Отделяют осадок центрифугированием. Центрифугат подкисляют 2 М СН,СООН и обнаруживают К (1) реакцией с Ха»Со(Х07)». 3. Обнаружение Ха (1). Используют мнкрокристаллоскош~;:,.:.",,"-: ческую и люминесцентную реакции с Уп(??0~)»(СН7СОО)» (см. с, -:,, 19). Мешающие ионы удаляют в виде карбонатов. К 1 — 2 мл анализируемого раствора добавляют каплю фено- ";:, лфталеина и насыщенный раствор К7СОь Отделяют осадок цент-',.':.':-,:,'!: рифугированнем.
К центрифугату добавляют 2 М СН»СООН до рН 4 — б,и определяют Ха (1). 4. Обнаружение Са(1?). Используют микрокристаллоскопическую реакцию образования гипса СаБО»'2Н20. Катионы,П группы и РЬ(П) образуют малорастворимые сульфаты, затрудняя обнаружение Са(П). Поэтому предварительно отделяют мешающие ионы в виде сульфатов, используя сравнительно большую растворимость СаБО» в воде.
К 2 — 3 каплям анализируемого раствора добавляют каплю Н7БО» (1: 4). Отделяют осадок центрифугированием. Каплю центрифугата помещают на предметное стекло, выпаривают до появления белой каемки и рассматривают под микроскопом. В присутствии Са(П) образуются игольчатые кристаллы гипса. 5. Обнаружение Ре(П1) и Ре(П). Ионы Ре(П) и Ре(П1) необходимо обнаружить в исходном растворе, поскольку степень окисления их в ходе анализа изменяется. Для обнаружения Ре(1П) используют реакцию с К,[Ре(СХ)в) (см. с. 61), для обнаружения Ре(П) — реакцию с К,(Ре(СХ)»1 (см.
с'. 60). 6. Обнаружение Со(?1). К 2 — 3 каплям анализируемого"':.'-;::,,'-', раствора добавляют лопаточку твердого ХН»Р (если обнаружены Ре(П) и Ре(П1)) лопаточку твердого ХН»БСХ и 3 — 4 капли изоамилового спирта. Встряхивают смесь в течение нескольких: .-':." секунд, В присутствии Со(?1) органический слой окрашивается в голубой цвет. 7. Обнаружение Мп(П). Используют реакцию окисления до МпО» (см. с. 59). В присутствии больших количеств Ре(П1), желтую окраску раствора устраняют добавлением 1 — 2 капель -"';:,':',' Н»РО», связывающей Ре(?П) в бесцветный комплекс.
126 8. Обнаружение Х?(П). К 1 — 2 каплям анализируемого раствора добавляют 2 — 3 капли раствора винной кислоты, 2 капли зтанольного раствора диметилглиоксима и аьп»»иак до появления запаха. В присутствии Х?(??) образуется ало-красный осадок. Реакции мешает Ре(?1). Если Ре(?1) обнаружен, его окисляют до Ре(1П), добавляя к раствору 1 — 2 капли концентрированной НХО, при нагревании. 9. Обнаружение Сг(1П). Хром обнаруживают в уксуснокислом растворе по реакции с ЭДТА (см. с. 48).
10. Обнаружение М8(??). К 10 каплям анализируемого раствора добавляют немного порошка металлического цинка, взбалтывают, нагревают, добавляют 5 капель насыщенного раствора (ХН,),Ю„(для осаждения сульфатов катионов П группы и свинца) и нагревают снова. Восстановленные металлы и сульфаты отделяют центрифугированием и отбрасывают. К центрифугату добавляют по 5 капель насьпценных растворов карбоната и оксалата аммония, концентрированного ХН~ до щелочной среды и 3 — 5 капель 3'4-ного раствора Н,О,, перемешивают и нагревают 1 мнн на кипящей водяной бане.
Осадок отделяют центрифугированием и отбрасывают. В центрифугате остаются катионы 1 группы, ионы М8(П) и СгО»', аммиачные комплексы кобальта, никели, цинка и кадмия, которые не мешают обнаружению М8(?1). К раствору добавляют по 5 капель растворов ХН»С1, Ха»НРО» и водный раствор ХН, до рН 8 — 9. Образуется белый кристаллический осадок МБХН»РО» ' Н70. Систематический ход анализа При изложении систематического хода анализа описаны операции разделения смеси катионов на аналитические группы и внутрв каждой группы, указаны реакции обнаружения катионов н ланы ссылки на соответствующие страницы гл.
2. Приведена общая схема хода анализа смеси катионов (табл. 3,4). Состав и нумерация осадков и растворов в табл. 3.4 и нижеприведенном тексте совпадают. К 1 — 2 мл анализируемого раствора (с осадком) в пробирке добавляют по 3 — 4 капли 6 М НС1 и 1 М Н,Ю» (избьггка кислот следует избегать из-за частичного растворения хлоридов катионов 1П группы и сульфата свинца). Раствор с осадком слегка нагревают в водяной бане при перемешнванни, охлаждают, отделяют раствор 1 (катионы 1, ?Ч, Ч, Ч? групп н Са(П)) от осадка 1 (АБС1 РЬС1ь Н8»С!» РЬБО», ВаЮ», БгБО», СаБО»„В)ОС1, БЬОС1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
