Общая схема анализа раствора исследуемого вещества или его вытяжек включает: дробное обнаружение катионов (анионов), обнаружение отдельных групп катионов (анионов), разделение на группы по кислотно-основной схеме с помощью групповых реагентов, систематический анализ оставшихся катионов (анионов) и проверка ионов, обнаруженных ранее дробным методом.
Испытание на катионы I группы. К 3–4 каплям исследуемого раствора прибавляют 2–3 капли раствора Na2CO3 для отделения катионов II–VI групп. Катионы I группы (кроме Na+) обнаруживают в растворе. При определении Na используют раствор К2CO3.
Испытание на катионы II группы. К новой пробе этого раствора (10–12 капель) прибавляют 2–3 капли 2 М HCl. Появление осадка свидетельствует о присутствии катионов II группы. В этом случае добавляют HCl до полного осаждения. Осадок отделяют центрифугированием, промывают водой и проводят обнаружение в нем катионов II группы систематическим методом (табл. 7.4).
Испытание на катионы III группы. К 2–3 каплям раствора после отделения катионов II группы прибавляют столько же 2 М H2SO4 и нагревают. Выпадение осадка указывает на присутствие катионов III группы. Их обнаруживают систематическим методом после переведения сульфатов в раствор (табл. 7.4).
Испытание на катионы IV группы. К 2–3 каплям исследуемого раствора (если при действии HCl и H2SO4 осадков не образуется) или центрифугата после отделения катионов II, III групп добавляют по каплям раствор NaOH до щелочной реакции (рН 9–10). Образование осадка свидетельствует о возможном присутствии катионов IV, V и VI групп. Полное растворение первоначально выпавшего осадка при действии на него избытка NaOH (рН 10–12) свидетельствует о присутствии только катионов IV группы. Нерастворимый в избытке NaOH осадок может состоять из гидроксидов и основных карбонатов катионов V и VI групп. Его отделяют от раствора центрифугированием, в центрифугате открывают катионы IV группы после разрушения их гидроксокомплексов (табл. 7.10).
Испытание на катионы V, VI групп. Осадок гидроксидов, основных карбонатов катионов V и VI групп растворяют в концентрированной HCl. Если при действии на этот раствор 25%-ным раствором NH4OH (в избытке) и NH4Cl (pH 9) осадок не образуется – это признак присутствия катионов только VI группы. Нерастворимый в избытке NH4OH осадок может состоять из гидроксидов и основных солей катионов V группы. Его отделяют от раствора центрифугированием, переводят в раствор и открывают в нем катионы V группы. В центрифугате открывают катионы VI группы после разрушения аммиачных комплексов и катион Mg2+ (табл. 7.10).
Если исследуемый раствор содержит одно растворенное вещество, то, установив группу, к которой принадлежит катион, открывают его характерными реакциями. Если исследуемое вещество состоит из нескольких компонентов, катионы которых принадлежат к одной аналитической группе, то их открывают, сочетая дробный и систематический методы анализа. Если же в исследуемом веществе обнаружены катионы нескольких групп, его анализируют систематическим методом, как смесь катионов шести групп (табл. 7.11).
Установление присутствия катионов в исследуемом растворе значительно облегчает обнаружение анионов. Пользуясь таблицей растворимости, можно заранее предсказать наличие или отсутствие в исследуемом растворе отдельных анионов. Например, если в нейтральном водном растворе обнаружен катион бария, то этот раствор не может содержать анионы SO42–, СO32–, SO32–.
После предварительных испытаний на присутствие анионов летучих кислот, окислителей и восстановителей приступают к установлению групп, к которым принадлежат анионы.
Испытание на анионы I группы. К 2–3 каплям нейтрального или слабощелочного раствора добавляют 2 капли раствора BaCl2. Образование осадка указывает на присутствие анионов I группы.
Испытание на анионы II группы. К 2–3 каплям анализируемого раствора, подкисленного 2 каплями 2 М раствора HNO3, добавляют каплю раствора AgNO3. Выпадение осадка указывает на присутствие анионов второй группы.
Испытание на анионы III группы. Так как анионы III группы не имеют группового реагента, их открывают характерными реакциями из раствора, полученного после осаждения анионов I и II групп действием Ag2SO4 при рН 8.
Определив группы, к которым принадлежат присутствующие в растворе анионы, приступают к их обнаружению систематическим методом (параграф 8.4, табл. 8.5). В табл. 9.3–9.5 приведен пример составления схемы анализа вещества неизвестного состава.
Т а б л и ц а 9.3
Пример составления схемы анализа неизвестного вещества
Т а б л и ц а 9.4
Анализ осадка
Т а б л и ц а 9.5
Анализ растворимой части