Теоретическое введение. Качественный анализ позволяет установить, из каких химических элементов, ионов, групп атомов и молекул состоит анализируемое вещество

Качественный анализ позволяет установить, из каких химических элементов, ионов, групп атомов и молекул состоит анализируемое вещество.

При исследовании состава неизвестного вещества начинают с анализа сухого вещества, который включает следующие операции:

1) определение окраски бесцветного пламени горелки при внесении в пламя анализируемого вещества. Некоторые вещества способны окрашивать бесцветное пламя горелки в характерные цвета: соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет, соединения калия – в фиолетовый, соединения кальция – в кирпично-красный, бария – в желто-зеленый, меди – в зеленый;

2) термическое разложение вещества. При нагревании вещества происходит возгонка этого вещества либо его разложение с выделением газообразных продуктов. Например, выделение кислорода свидетельствует о присутствии богатых кислородом соединений: пероксидов, нитратов, хлоратов, перманганатов; выделение диоксида углерода СО₂ – о присутствии карбонатов и органических соединений; выделение аммиака – о присутствии солей аммония;

3) растворение вещества в воде, кислотах, щелочах и других растворителях.

Полученные растворы анализируют при помощи качественных реактивов (реагентов) – веществ, вызывающих характерные превращения исследуемых веществ: образование осадков нерастворимых соединений определенного цвета, либо характерное окрашивание исследуемого раствора, либо образование определенных газообразных веществ.

Аналитические реакции проводят с реактивами, образующими характерные продукты реакции, которые легко установить, не прибегая к специальным методам исследования. Зная состав образовавшегося продукта реакции, делают вывод о наличии в составе анализируемого вещества того или иного искомого элемента или иона.

Некоторые ионы легко распознать при помощи следующих качественных реакций:

а) Ион Ва²⁺ - при помощи раствора серной кислоты H₂SO₄:

Ba²⁺ + SO → BaSO₄ ↓

Осадок BaSO₄ имеет белый цвет и не растворяется в кислотах.

б) Ион NH - при нагревании анализируемого раствора с NaOH:

В результате реакции выделяется аммиак NН₃, обладающий резким характерным запахом.

в) Ион SO - при взаимодействии с BaCl₂ образуется белый осадок BaSO₄.

г) Ионы Cl^–, Br ^–, I ^–, S ^–, РO - при реакции с AgNO₃. В результате образуются нерастворимые в воде осадки характерного цвета: AgCl – белый, AgBr – желтоватый, AgI – бледно-желтый, Ag₂S – черный, Ag₃PO₄ – ярко-желтый.

д) Ион СО - при взаимодействии с НСl, сопровождающимся выделением углекислого газа, не имеющего цвета и запаха:

СО + 2H⁺ → СО₂ ↑ + Н₂О

Образовавшийся СO₂ пропускают через раствор гидроксида кальция Са(ОН)₂ и по помутнению этого раствора судят о присутствии карбонат-иона в составе анализируемого вещества:

СO₂ +Са(ОН)₂ → СаСО₃↓ + Н₂О

е) Ион Fе³⁺ - при взаимодействии с роданидом аммония NH₄CNS или гекса-цианоферратом (II) калия К₄ [Fe(CN)₆]:

Fe³⁺ + 3CNS^–→ Fe(CNS)₃

4Fe³⁺ +3[Fe(CN)₆]^4–→ Fе₄[Fе(СN)₆]₃

В результате этих реакций образуются окрашенные слабо диссоциирующие соединения – кроваво-красный роданид железа (III) и синий гексацианоферрат (II) железа (III).

ж) Ион Fe²⁺ - при реакции с гексацианоферратом (III) калия K₃[Fе(СN)₆], в результате чего образуется турнбулева синь:

3Fе²⁺+2[Fe(CN)₆]^3–→ Fе₃[Fе(СN)₆]₂.