Систематичний і дробний хід аналізу

Кожна хімічна реакція проходить тільки за певних умов. Умови реакції витікають із властивостей речовин, які вступають у реакцію і які повинні утворитися в результаті реакції, зокрема такі властивості як: розчинність у воді, кислотах, лугах, сила електроліту, гідроліз, кислотно-основні, окисно-відновні, комплексоутворення, термічна стійкість.

Але цього не досить. У досліджуваному розчині часто може бути не один катіон, а ряд їх. При чому багато катіонів дають схожі реакції і, отже, заважають відкривати один одного. Наприклад, натрій гідроґентартрат (NaHC₄H₄O₆) реагує не лише з калій-катіонами, а й з амоній-іонами. Коротше кажучи, амоній-катіон заважає відкривати калій-катіон.

Отже, щоб відкрити калій-катіон, необхідно спочатку вияснити, чи є у розчині амоній-катіони і якщо вони присутні, то їх так чи інакше треба видалити з розчину і тільки після цього відкривати калій-катіони.

Випадки, коли одні йони заважають відкривати інші, оскільки дають аналогічні реакції, часто зустрічаються в якісному аналізі. Звідси виходить, що не можна проводити реакції окремих йонів у довільно вибраній послідовності. Їх треба комбінувати таким чином, щоб до того часу, коли приступають до відкриття будь-якого йона, всі йони, які заважають цьому відкриттю, були б попередніми операціями відкриті і усунені. Послідовність реакцій, яка задовольняє ці вимоги, називається систематичним ходом якісного аналізу.

Отже, систематичним ходом якісного аналізу називається така послідовність аналітичних реакцій, за якої катіони, які заважають відкривати інші, відкриваються і відокремлюються першими. При систематичному ході аналізу катіонів останні відокремлюються не окремо кожний, а зразу цілими групами, для чого використовують групові реактиви, які осаджують всю групу катіонів.

Використання групових реактивів і осадження катіонів цілими групами має велике значення. Перш за все складна задача аналізу суміші катіонів чи аніонів розпадається на ряд більш простих задач. Крім того, якщо яка-небудь група катіонів повністю відсутня, то груповий реагент укаже на це. Таким чином, не треба буде проводити реакції на окремі катіони цієї групи, що дозволить зекономити працю, час і реактиви.

Але використання групових реактивів у багатьох випадках зв'язане з довготривалими і кропіткими операціями осадження, фільтрування, промивання осадів, повторного розчинення і т.д., які забирають багато часу. Тому нині більше уваги заслуговує так званий дробний метод аналізу, який дозволяє відкривати той йон, який цікавить аналітика, у присутності інших йонів. Дробний метод аналізу ґрунтується на використанні специфічних реактивів або використанні вибірково діючих реактивів за створених певних умов. Проте число специфічних і вибірково діючих реактивів, з якими реагує тільки один вид йонів, поки що дуже мале. Тому дробне відкриття йонів виконується у два прийоми: спочатку шляхом підходящих реакцій виділяють визначуваний йон або ж маскують йони, які заважають його відкривати, а потім за допомогою характерної реакції переконуються у присутності визначуваного йона і приблизно (на око) визначають його кількість (дуже багато, багато, мало, сліди).

Дробний аналіз має переваги над систематичним аналізом у швидкості виконання визначення, оскільки дозволяє відкривати катіони, минувши довготривалі операції послідовного відокремлення одних катіонів від інших. Особливо велике значення дробного аналізу при відкрити обмеженого числа катіонів, які містяться в суміші, склад якої приблизно відомий. У цьому випадку немає необхідності у повному якісному аналізі досліджуваного зразка, треба лише встановити наявність чи відсутність у ньому певних компонентів. Аналіз дробним методом легко відтворюваний, тобто аналіз можна повторити кілька разів і точно переконатися в наявності чи відсутності визначуваного катіона, тоді як помилки (пропуск або перевідкриття катіона) в систематичному ході аналізу можуть бути виправлені тільки після повторного проведення всього ходу аналізу, що потребує багато часу.

Таким чином, за характером проведення аналітичних реакцій при відкритті того чи іншого катіона з суміші різнойменних катіонів розрізняють дробний і систематичний хід аналізу. Відкриття йона за допомогою специфічних реакцій, яке проводиться в довільній послідовності в окремих порціях досліджуваного розчину, називається дробним ходом аналізу. Але якщо вплив посторонніх катіонів усунути не можна, то дробний аналіз використовувати не можна. В таких випадках застосовують систематичний хід аналізу. Систематичний хід аналізу ґрунтується на тому, що спочатку проводиться розділення суміші катіонів на окремі аналітичні групи, а потім у межах кожної групи виділяють і відкривають окремо кожний вид катіона. Отже, перш ніж відкривати той чи інший вид катіона, його спочатку виділяють із суміші катіонів, а потім виявляють характерними реакціями.

Для розділення катіонів на групи найчастіше використовують реакції осадження у вигляді малорозчинних сполук.

Речовини, які використовують у практиці аналітичної хімії з метою хімічних перетворень, називаються хімічними реактивами. Хімічні реактиви класифікують за ступенем чистоти. У практиці якісного аналізу з навчальною метою найчастіше використовують реактиви марки "чистий для аналізу" (ч.д.а.), рідше - "хімічно чистий" (х.ч.). У науково-дослідних роботах використовують реактиви вищої якості.