Систематический анализ смеси катионов всех аналитических групп

1. Предварительные испытания. В отдельных порциях исходного раствора дробным методом определяют ионы Fe²⁺, Fe³⁺ и NH⁺₄ . Ионы Са²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺ и Na+ рекомен­дуется также определять дробным методом.

Обнаружение Fe²⁺. К раствору, подкисленному соля­ной кислотой (1:3), добавляют каплю раствора гексацианоферрата (III) калия K₃[Fe(GN)₆]. Образование темно-си­него осадка указывает на присутствие Fe²⁺.

Обнаружение Fe³⁺. К раствору, подкисленному соля­ной кислотой (1:3), добавляют каплю раствора гексациазоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆]. Появление синего осадка свидетельствует, о присутствии в растворе иона

Обнаружение NH⁺₄ . В газовую камеру (см. рис. 7.8) вносят каплю исследуемого раствора, добавляют щелочь и быстро накрывают сверху часовым стеклом, на кото­ром лежит влажная лакмусовая бумажка. Выделяющий­ся аммиак окрашивает лакмусовую бумажку в синий цвет. Обнаружение иона NH⁺₄ можно провести и с по­мощью реактива Несслера, который дает желтую окрас­ку раствора или красно-бурый осадок в присутствии со­лей аммония.

Обнаружение Мn²⁺. Ионы марганца (II) обнаруживают в растворе с помощью персульфата аммония (§ 12.3).

Обнаружение Са²⁺. Анализируемый раствор подкисля­ют серной кислотой. Образующийся осадок отделяют от раствора центрифугированием. Помещают каплю центрифугата на предметное стекло, упаривают до образования белого осадка и рассматривают под микроскопом. В присутствии ионов кальция Са²⁺ образуются характерные кристаллы в форме игл (см. рис. 10.1).

Обнаружение Mg²⁺. К анализируемому раствору добав­ляют в избытке раствор гидроксида натрия. Тщательно перемешивают и центрифугируют. Осадок промывают два раза горячей водой, добавляют к осадку гидроксид аммо­ния и хлорид аммония, тщательно перемешивают и цент­рифугируют. Реакцию обнаружения иона магния Mg²⁺ проводят на предметном стекле, соединяя капли центрифугата и раствора Na₂HPO₄. В присутствии ионов магния Mg²⁺ образуются кристаллы MgNH₄PO₄.

Обнаружение Na⁺. К анализируемому раствору добавляют по каплям раствор карбоната калия до щелочной реакции. Центрифугируют. В растворе над осадком обнаруживают ион Na⁺ микрокристаллоскопической реакцией с фанилацетатом или гексагидроксостибиатом (V) калия см. §8.3).

2. Осаждение и анализ второй группы катионов. К рас­твору добавляют раствор соляной кислоты до прекращения образования осадка. Осадок анализируют, как описано в § 9. В растворе остаются катионы I, III, IV, V и VI групп.

3. Осаждение и анализ третьей группы катионов. После осаждения второй группы к раствору добавляют раствор серной кислоты в присутствии этанола и осадок анализи­руют как описано в § 10.5. После осаждения катионов тре­тьей группы в растворе остаются катионы I, IV, V и VI групп.

4. Отделение и анализ катионов первой и четвертой групп.К раствору после осаждения катионов третьей груп­пы добавляют избыток раствора гидроксида натрия с его массовой долей 10 %, а затем пероксид водорода, переме­шивают и нагревают на водяной бане. Осадок образуют катионы пятой (Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Mg²⁺) и шестой (Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺) групп. В растворе остаются катионы первой (NH⁺₄, К⁺, Na⁺) и четвертой (Zn²⁺, Al³⁺, Сr³⁺) групп.

Раствор делят на две части. Одну часть анализируют на присутствие катионов четвертой группы, как указано в § 11.4. Другую часть раствора анализируют на присутст­вие катионов первой группы, как указано в § 8.4.

5. Анализ смеси катионов пятой и шестой групп.Оса­док, содержащий катионы пятой и шестой групп, промы­вают 2-3 раза горячей водой в присутствии нитрата аммо­ния. Затем осадок растворяют в азотной кислоте и пероксиде водорода.

К полученному раствору добавляют избыток концент­рированного раствора аммиака, несколько капель раство­ра хлорида аммония и пероксида водорода. Раствор тща­тельно перемешивают и нагревают, затем отделяют рас­твор от осадка.

Раствор содержит аммиачные комплексные соли кати­онов шестой группы и катион Mg²⁺, так как при система­тическом ходе анализа смеси катионов всех групп магний оказывается в растворе вместе с аммиакатами меди, ртути и кадмия. После осаждения Cu₂S и HgS в присутствии тиосульфата натрия (см. § 13.4) в растворе остаются ионы магния Mg²⁺ и кадмия Cd²⁺. Катион магния Mg²⁺ обнару­живают реакцией с Na₂HPO₄ и NH₄OH (см. § 12.3), а кати он кадмия Cd²⁺ - с помощью сероводорода или сульфида натрия (см. § 13.3).

Оставшийся осадок содержит катионы пятой группы. Его промывают 2-3 раза разбавленным раствором аммиака и анализируют на присутствие катионов, как описано в § 12.4.

Для наглядности ниже приводится схема анализа сме­си катионов всех аналитических групп.

Рис. 13.1. Схема анализа смеси катионов I - VI групп (кислотно-основная классификация)