Химические методы разделения ионов в количественном анализе

Химические методы разделения основаны обычно на осаждении тех или иных ионов в виде малорастворимых соединений. При использовании этих методов особенно важное значение имеет правильный выбор осадителя для того, чтобы получить осадок, удовлетворяющий необходимым требованиям.

Рассмотрим некоторые неорганические и органические осадители, наиболее часто применяемые в гравиметрическом анализе.

Неорганические осадители. Большинство малорастворимых неорганических соединений, применяемых в гравиметрическом анализе, являются либо солями слабых кислот, либо гидроксидами металлов. Из первых наиболее широкое применение имеют с ульфиды – соли сероводородной кислоты H₂S. Многие сульфиды малорастворимы, причем сульфиды многих металлов являются наименее растворимыми из образуемых ими соединений. Это позволяет осаждать сульфиды металлов при очень малых концентрациях соответствующих катионов.

Весьма важно, что величины произведений растворимости различных сульфидов различаются очень сильно. Это позволяет, регулируя величину рН раствора, разделять катионы металлов осаждением их в виде сульфидов. Например, так можно отделить катионы меди, висмута, олова от катионов железа. Поскольку H₂S является сильным восстановителем, при осаждении сульфидов в кислой среде должны отсутствовать окислители, например, ионы Fe³⁺.

В количественном анализе для разделения ионов широко применяется осаждение различных катионов в виде малорастворимых гидроксидов. При этом для разделения ионов используют либо амфотерность некоторых из них, либо различия в растворимости гидроксидов. Например, железо отделяют от ванадия, молибдена и алюминия, обрабатывая раствор избытком щелочи. При этом гидроксид железа выпадает в осадок, а перечисленные металлы, вследствие амфотерного или кислотного характера их гидроксидов, остаются в растворе в виде анионов VO₃^-, MoO₄^2-, AlO₂^-.

Различия в растворимости гидроксидов дают возможность осуществить разделение соответствующих катионов путем регулирования рН раствора. Так, Mg(ОН)₂ достаточно полно осаждается в щелочной среде (при рН ≥ 11,3); Fe(OH)₃ – в умеренно кислой (при рН ≥ 3,5); а Аl(ОН)₃ при рН ≥ 5.

Органические осадители. Основной причиной широкого применения органических осадителей в аналитической практике является ряд их особенностей по сравнению с неорганическими осадителями.

1 Образующиеся соединения обладают весьма малой растворимостью в воде, что дает возможность при осаждении и промывании избежать потерь вследствие растворимости.

2 Соосаждение сказывается в гораздо меньшей степени.

3 Содержание определяемого элемента в осадке более низкое, чем в случае применения неорганических осадителей вследствие большой молярной массы органических осадителей. Поэтому, когда осадок является гравиметрической формой, фактор пересчета F представляет величину сравнительно малую, что повышает точность определений.

Реакции, происходящие при действии органических реагентов, относятся к различным типам. Наибольший интерес для анализа представляет образование внутрикомплексных солей, например, медной соли аминоуксусной кислоты

.

К