Реакції NH4+-іонів

Якісні реакції на катіони першої аналітичної групи

Класифікація катіонів на аналітичні групи

КЛАСИФІКАЦІЯ КАТІОНІВ НА АНАЛІТИЧНІ ГРУПИ ЯКІСНІ РЕАКЦІЇ КАТІОНІВ І-ІІІ АНАЛІТИЧНИХ ГРУП

План

2.1 Класифікація катіонів на аналітичні групи.

2.2 Якісні реакції на катіони першої аналітичної групи.

2.3 Аналіз суміші NH₄⁺, K⁺, Na⁺-іонів.

2.4 Якісні реакції на катіони ІІ аналітичної групи.

2.5 Систематичний аналіз суміші Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺-іонів.

2.6 Якісні реакції на катіони ІІІ аналітичної групи.

2.7 Систематичний хід аналізу суміші Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺-іонів.

2.8 Систематичний хід аналізу суміші катіонів І - ІІІ аналітичних груп.

Систематичний аналіз катіонів заснований на одній із аналітичних класифікацій (сульфідній, аміачно-фосфатній або кислотно-основній).

Сульфідна класифікація широко використовується на практиці, ґрунтується на неоднаковій розчинності карбонатів і сульфідів металів у воді й кислотах. Головний недолік аналізу катіонів із застосуванням цього методу є використання сірководню.

Аміачно-фосфатна класифікація ґрунтується на використанні різної розчинності фосфатів металів у воді, кислотах, лугах та водному розчині амоніаку.

Кислотно-основна класифікація ґрунтується на різній розчинності у воді хлоридів, сульфатів металів, а також на відмінності у властивості їхніх гідроксидів. Кислотно-основний метод аналізу, який базується на цій класифікації катіонів набув широкого застосування особливу в учбовому процесі, бо не потребує застосування сірководню.

За кислотно-основною класифікацією усі катіони поділяють на шість груп (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1– Групи катіонів за кислотно-основною класифікацією

До першої аналітичної групи катіонів відносяться Li⁺, Na⁺,K⁺ і NH₄⁺- катіони. Груповий реактив для катіонів даної аналітичної групи відсутній. Хлориди, сульфати і гідроксиди цих катіонів розчиняються у воді. Тому, кожний з наведених вище катіонів, виявляють за допомогою відповідних характерних реакцій.

1. Реакція з гідроксидами лужних металів. Луги (KOH, NaOH) при нагріванні із розчинами солей амонію виділяють амоніак:

NH₄⁺ + OH^- ® NH₃­ + H₂O

Амоніак, що виділяється, можна виявити за запахом, або відповідними хімічними реакціями. Червоний лакмусовий папір змочений дистильованою водою синіє у парі амоніаку, а при внесенні у газоподібний амоніак скляної палички, яка змочена кон­центрованою хлоридною кислотою, утворюється білий “дим” амоній хлориду:

NH₃ + HCl ® NH₄Cl

Чутливість реакції з лугами 0,01мкг і дозволяє виявити – NH₄⁺-йони за наявності усіх катіонів.

Виконання реакції. До 3-5 краплин досліджуваного розчину в пробірці додають 3-5 краплин розчину KOH чи NaOH (С_Н = 2,0). До отвору пробірки підносять червоний лакмусовий папірець змочений водою і нагрівають пробірку. Спостерігають посиніння лакмусового папірця.

2. Дія реактиву Несслера. Реактив Несслера – це суміш K₂[HgI₄] з КОН

Він утворює з йонами амонію червоно-бурий осад або жовте забарвлення, якщо наявні сліди амонію:

Мінімум, який можна відкрити, 0,25 мкг. Заважають проведенню реакції йони Hg²⁺, Sn²⁺, Sb³⁺ (руйнують реактив), а також Co²⁺, Ni²⁺,Fe³⁺, Cr³⁺ (утворюють з OH^--йонами забарвлені осади).

Виконання реакції. Додайте до 1-2 краплин розчину солі амонію добавляють 4 краплі реактиву Несслера і спостерігають утворення червоно-бурого осаду.

3. Дробний метод виявлення NH₄⁺-іонів. До 2-3см³ розчину, що аналізують, додають NaOH до сильнолужної реакції за універсальним індикаторним папером. При появі значного осаду гідроксидів, його вилучають центрифугуванням. Розчин зливають у іншу пробірку, закривають її фільтрувальним папером, змоченим реактивом Несслера і нагрівають до кипіння. Поява бурої плями свідчить про наявність амоніаку або солей амо­нію у розчині, який досліджують.