Что относится к катионам

Катион

Катио́н — положительно заряженный ион. Характеризуется величиной положительного электрического заряда: например, NH₄ + — однозарядный катион, Ca 2+ — двузарядный катион. В электрическом поле катионы перемещаются к отрицательному электроду — катоду.

Происходит от греческого καθιών «нисходящий, идущий вниз». Термин введен Майклом Фарадеем в 1834 г.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Катион» в других словарях:

КАТИОН — (греч.). Часть электролита, осаждающаяся на катоде. Ион с положительным зарядом электричества. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. катион (гр. kata вниз) положительно заряженный ион; в электрическом… … Словарь иностранных слов русского языка

КАТИОН — ион, несущий положительный заряд вследствие потери атомом (простой катион) или гр. атомов (комплексный катион) одного или нескольких электронов. К. это ион, при электролизе идущий к катоду отрицательно заряженному электроду. Геологический словарь … Геологическая энциклопедия

КАТИОН — (от греч. kation букв. идущий вниз), положительно заряженный ион; в электрическом поле (напр., при электролизе) движется к отрицательному электроду (катоду) … Большой Энциклопедический словарь

КАТИОН — КАТИОН, положительно заряженный ион, который притягивается к КАТОДУ в процессе ЭЛЕКТРОЛИЗА … Научно-технический энциклопедический словарь

КАТИОН — (от греч. kata вниз и ion идущий) положительно заряженный ион, движущийся в электрич. поле к катоду. К. содержатся в растворах и расплавах большинства солей и оснований (см. Электролиз). К. паз. также положительно заряженные ионы в ионных… … Физическая энциклопедия

катион — сущ., кол во синонимов: 1 • ион (17) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

катион — а, м. cation m. < гр. kata.. приставка, обозначающая усиление + ion идущий. физ. Положительно зараженный ион. Крысин 1998. Лекс. СИС 1949: катио/н … Исторический словарь галлицизмов русского языка

катион — Положительно заряженный ион, который перемещается через электролит к катоду под влиянием градиента потенциала. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом EN cation … Справочник технического переводчика

катион — – положительно заряженный ион. Словарь по аналитической химии [3] … Химические термины

Катион — – положительно заряженный ион, который притягивается к катоду в процессе электролиза. [Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО “Профессионал”,НПО “Мир и семья”; Санкт Петербург, 2003 г.]… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Источник

Что такое катионы и анионы?

Справочные таблицы, в которых дана сероводородная аналитическая классификация анионов 1-3 групп, качественные реакции и групповые реагенты, а также аналитические сигналы на анионы.

Данная аналитическая классификация анионов основана на растворимости солей бария Ba2+ и серебра Ag+, и включает в себя 3 аналитические группы анионов.

Таблица аналитическая классификация анионов

Таблица аналитические сигналы на анионы первой группы

Таблица аналитические сигналы на анионы второй группы

Таблица аналитические сигналы на анионы третьей группы

Таблица аналитическая классификация анионов на окислительно-восстановительных свойствах

Эта аналитическая классификация анионов основана на их окислительно-восстановительных свойствах. Она также включает три аналитические группы анионов.

Качественные реакции на неорганические вещества и ионы

Представим себе такую ситуацию: Вы работаете в лаборатории и решили провести какой-либо эксперимент. Для этого вы открыли шкаф с реактивами и неожиданно увидели на одной из полок следующую картину. У двух баночек с реактивами отклеились этикетки, которые благополучно остались лежать неподалеку.

При этом установить точно какой банке соответствует какая этикетка уже невозможно, а внешние признаки веществ, по которым их можно было бы различить, одинаковы.

Данный метод может сработать только в том случае, если различаемые вещества по разному меняют цвет пламени, или же одно из них не меняет цвет вовсе.

Но, допустим, как назло, вам определяемые вещества цвет пламени не окрашивают, или окрашивают его в один и тот же цвет. В этих случаях придется отличать вещества с применением других реагентов. В каком случае мы можем отличить одно вещество от другого с помощью какого-либо реагента?

Возможны два варианта:

Например, нельзя отличить воду от раствора гидроксида натрия с помощью соляной кислоты, не смотря на то, что щелочи с кислотами прекрасно реагируют: NaOH + HCl = NaCl + H2O

Но зато, можно воду от водного раствора щелочи можно различить, например, с помощью раствора хлорида магния – в данной реакции выпадает белый осадок: 2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2 ↓+ 2NaCl

Например, различить раствор карбоната натрия от раствора нитрата серебра можно с помощью раствора соляной кислоты.

Качественные реакции на катионы

Качественные реакции на анионы

Таблица растворимости

Растворимостью называется способность одного или нескольких веществ вступать в реакцию с другими веществами таким образом, чтобы в результате получалась однородная система. При этом оба вещества распадаются на молекулы, атомы или ионы.

Наравне с таблицей периодической системы Д. И. Менделеева, таблица растворимости является основным теоретическим пособием при изучении химии. Не все вещества взаимодействуют между собой одинаково.

Начинающие химики, учащиеся школ, колледжей и вузов не всегда могут запомнить степень растворимости в воде тех или иных веществ. Именно поэтому таблицу периодической системы Менделеева и таблицу растворимости можно увидеть в каждом кабинете или классе химии, каждой лаборатории.

То или иное сочетание веществ из таблицы может вступать в семь различных реакций с водой:

Чаще всего таблица растворимости применяется при решении уравнений с участием ионных реакций. Реакция возможна только в том случае, если конечный продукт малорастворим или нерастворим вообще.

Условные обозначения в таблице растворимости:

Что означает слово Катионы и анионы?

Катионы и анионы — это типы ионов, то есть атомы, которые приобрели или потеряли электроны через химические связи.

Атом, имеющий одинаковое количество протонов (положительный заряд) и электронов (отрицательный заряд), считается электрически нейтральным. Когда этот атом принимает или передает электроны, он называется ионом, который, в свою очередь, может быть:

Катион

Катион — это атом, который имеет положительный заряд, потому что в нем больше протонов, чем электронов.

Щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий, цезий и францио), как правило, образуют катионы, поскольку в их валентном слое имеется только 1 электрон. Это означает, что энергия, необходимая для удаления этого электрона, очень мала, что делает эти элементы очень реактивными.

Катион представлен символом +, следующим за именем элемента. Количество потерянных электронов указывает на тип катиона:

Типы катионов также можно определить по количеству знаков +. Таким образом, элемент, представленный только +, является одновалентным катионом, в то время как другой элемент, представленный +++, является трехвалентным катионом.

Примеры катионов

Анион

Анион — это атом с отрицательным зарядом, потому что в нем больше электронов, чем протонов. Элементы семейства азота, калькогенов и галогенов имеют тенденцию образовывать анионы, потому что они легко принимают электроны.

Анион представлен символом — после имени элемента. Количество полученных электронов указывает на тип аниона:

Примеры анионов

Ионные Связи

Ионные или электровалентные связи представляют собой связи, которые возникают между катионами и анионами.

Элементы могут принимать, давать или делить электроны таким образом, чтобы их последний энергетический слой имел 8 электронов. Это известно как теория октетов.

Согласно теории октетов, атомы имеют тенденцию стабилизироваться, когда в валентном слое (последнем электронном слое) находится 8 электронов. Таким образом, будучи положительно заряженными, катионы связываются с отрицательно заряженными анионами. Таким образом, атомы дают или принимают электроны для достижения равновесия.

Связи, образованные между катионами и анионами, очень прочны и имеют тенденцию иметь следующие признаки:

Ионные связи образуют ионные соединения, такие как хлорид натрия (поваренная соль), образованный связью Na + (катион натрия) + Cl- (хлорид-анион) → NaCl.

Примеры ионных соединений

Некоторые примеры ионных соединений:

Катионный стол

Li +Fe + 2Na +Со + 2К +Ni + 2Rb +Sn + 2Cs +Pb + 2(NH 4 ) +Mn + 2Ag +Pt + 2Cu +Би + 3Hg +Al + 3Au +Cr + 3Mg + 2Au + 3Ca + 2Fe + 3Sr + 2Со + 3Ба + 2Ni + 3Zn + 2Sn + 4CD + 2Pb + 4Cu + 2Мн + 4Hg + 2Pt + 4

Таблица анионов

Источник

Аналитическая химия. Катионы 1 аналитической группы

Общая характеристика катионов первой аналитической группы

Калий и натрий образуют сильные основания КОН и Na ОН. Их соли с сильными кислотами типа соляной, серной, азотной в воде устойчивы и не подвергаются гидролизу. Гидроксид аммония NH 4ОН – слабое основание, поэтому соли аммония с сильными кислотами в воде легко гидролизуют. Соли аммония летучи и в отличие от солей щелочных металлов легко удаляются при нагревании и прокаливании смесей солей. Эти свойством пользуются при удалении из смеси солей аммония.

Катионы 1-ой аналитической группы широко распространены в природе, являясь важными составными частями земной коры, океанов, морей, биосферы. Их соли получили широкое распространение в химии, с.х. и т.д.

Применение в медицине и фармации солей катионов 1-ой аналитической группы

Катионы калия и натрия входят в состав протоплазмы, крови, тканей и органов растений и животных. Поэтому их используют в медицине и фармации.

Хлорид натрия входит в состав физиологических растворов, кровозаменителей, широко применяется как вспомогательное средство при приготовлении таблеток, микстур. Бромид натрия, бромид калия и бромид аммония часто применяют как средства, действующие на нервную систему, регулирующие ее деятельность. Сульфат натрия используют как слабительное средство.

Гидрокарбонат натрия применяют при повышенной кислотности желудочного сока, вводят в состав кровозаменяющих растворов, ряда лекарственных веществ для регуляции рН.

Гидроксид аммония в виде 10% раствора используют при обморочных состояниях, как средство, возбуждающее при вдыхании паров деятельность дыхательных центров, для мытья рук в хирургической практике.

Хлорид аммония применяют диуретическое и отхаркивающее средство.

Катионы калия, натрия и аммония входят в состав многих лекарственных препаратов типа кислот.

Реакции катионов натрия Na +

Реакция с дигидроантимонатом калия KH ₂ SbO ₄

Образуется белый мелкокристаллический осадок дигидроантимоната натрия, растворимый в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают соли лития.

Реакция с цинкуранилацетатом HZn ( UO ₂ ) ₃ ( CH ₃ COO ) ₉ *9 H ₂ O :

Образуется мелкокристаллический осадок цинкуранилацетата натрия. Осадок растворим в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают соли лития.

Реакция окрашивания пламени. При внесении солей натрия в пламя газовой горелки появляется желтая окраска пламени.

Реакции катионов калия К +

Реакция с гидротартратом NaHC ₄ H ₄ O ₆ :

Образуется белый мелкокристаллический осадок гидротартрата калия, растворимый в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают катионы аммония

Реакция с гексанитро(3) кобальтом натрия Na ₃ [ Co ( NO ₂ ) ₆ ]

Образующийся осадок желтого цвета растворим в кислотах и щелочах. Проведению реакции мешают катионы аммония.

Реакция с гексанитро(3) купратом свинца и натрия Na ₂ Pb [ Cu ( NO ₂ ) ₆ ]

Образуется осадок черного цвета, растворим в кислотах и щелочах.

Реакция окрашивания пламени. При внесении солей калия в пламя окраска пламени становится фиолетовой.

Реакция со щелочами:

NH ₄ Cl + NaOH → NH ₄ OH + NaCl

При проведении реакции вследствие разложения образующегося гидроксида аммония на аммиак и воду появляется запах аммиака. Выделение аммиака можно определить с помощью красной лакмусовой бумажки или фенолфталеиновой бумажки, смоченной водой. При выделении аммиака лакмусовая бумажка изменяет цвет на синий,а фенолфталеиновая бумажка краснеет.

Реакция с гидротартратом натрия.

Образуется белый кристаллический осадок гидротартрата аммония, растворимый в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают катионы калия.

Реакция с реактивом Несслера (смесь тетрайодо(2) меркурата калия с гидроксидом калия ) K ₂ [ HgI ₄ ]+ KOH :

Образуется красно-бурый осадок, растворимый в кислотах и щелочах. Реакция очень чувствительна и специфична.

Реакция с гексанитро(3) кобальтом натрия Na ₃ [Co(NO ₂ ) ₆ ]:

Образуется осадок желтого цвета, растворимый в кислотах и щелочах. Проведению реакции мешают катионы калия.

Реакция с гексанитро(3) купратом свинца и натрия Na ₂ Pb[Cu(NO ₂ ) ₆ ]

Образуется осадок черного цвета, растворим в кислотах и щелочах. Проведению реакции мешают катионы калия.

Возгонка и разложение аммониевых солей при нагревании. При нагревании соли аммония способны возгоняться, образуя белые налеты на охлаждающем предмете.

Анализ смеси катионов первой аналитической группы.

Смесь солей, содержащих катионы 1-ой группы, растворяют в воде и проводят качественные реакции. Ввиду того, что катионы калия и аммония дают одинаковые реакции, сначала открывают ион аммония специфичными для него реакциями с реактивом Несслера и со щелочами. В присутствии катиона аммония, калий открыть нельзя, поэтому для того, чтобы открыть калий. Необходимо удалить катион аммония. Удаление проводят, упаривая часть раствора и прокаливая осадок в тигле. Охлаждают тигель и растворяют осадок в воде. Полноту удаления аммония проверяют реактивом Несслера. Открытие катиона натрия осуществляют, используя раствор цинкуранилацетата, получившиеся кристаллы рассматривают под микроскопом

Катион калия открывают реакциями с гидротартратом натрия, гексанитро(3) кобальтом натрия и гексанитро(3) купратом свинца и натрия.

Источник

Качественый химический анализ катионов и анионов

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

КАЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАТИОНОВ И АНИОНОВ

Введение.

Под качественным химическим анализом вещества понимают определение его качественного состава, т.е. открытие (идентификацию) атомов, атомных групп, ионов и молекул в анализируемом веществе.

Существует два метода качественного анализа: дробный и систематический. Дробный качественный анализ предполагает обнаружение иона или вещества в анализируемой пробе с помощью специфического реагента в присутствие всех компонентов пробы. Примером такой реакции может служить обнаружение ионов аммония при подщелачивании раствора:
NH₄ + + ОН – = NH₃↑ + Н₂O
Однако специфических реагентов известно немного. Более распространенны групповые реагенты, дающие сходные реакции с целой группой ионов.

Групповые реагенты используются в систематическом качественном анализе, который предусматривает разделение смеси анализируемых ионов по аналитическим группам, после чего внутри каждой группы с помощью тех или иных реакций разделяют и открывают индивидуальные ионы.

I. Качественный анализ катионов.
Аналитическая классификации катионов но группам.

В основу той или иной аналитической классификации катионов по группам положены их сходства или различия по отношению к действию определенных аналитических реагентов и свойства образующихся продуктов аналитических реакций (растворимость в воде, кислотах и щелочах, способность к комплексообразованию, окислительно-восстановительные свойства).

Существует ряд классификаций катионов по группам (или химических методов качественного анализа катионов). Наиболее распространенными среди них являются три классификации: сероводородная, аммиачно-фосфатная и кислотно-основная, причем сероводородный метод анализа в настоящее время практически не используется, т.к. требует применения токсичного сероводорода и довольно продолжителен.

Применение групповых реагентов позволяет подразделить многие катионы по аналитическим группам, однако не существует классификации, охватывающей все известные катионы или, по крайней мере, катионы всех металлов.

В таблицах 1.1, 1.2 и 1.3 представлены катионы в соответствии с сероводородной, аммиачно-фосфатной и кислотно-основной классификациями. В этих таблицах перечислены не все катионы, входящие в группу, а только те из них, которые наиболее часто встречаются в фармацевтическом анализе.

Таблица 1.1 Сероводородная классификация катионов.

Группа

Катионы

Групповой реагент

Раствор H₂S, pH= 0,5 (HCI)

Таблица 1.2. Аммиачно-фосфатная классификация катионов.

Группа

Катионы

Групповой реагент

Раствор (NH₄)₂HPO₄; фосфаты растворимы в водном аммиаке

* Фосфаты двухзарядных катионов растворимы в уксусной кислоте (2 моль/л), трехзарядных — нет.

Таблица 1.3. Кислотно-основная классификация катионов.

Группа

Катионы

Групповой реагент

Раствор NaOH в присутствии
H₂O₂

Раствор NaOH или раствор
аммиака (25 %)

Раствор аммиака (25 %)

II. Кислотно-основная классификация катионов.
Систематический анализ катионов по кислотно-основному методу.

2.1. Кислотно-основная классификация катионов.

Данная классификация катионов основана на использовании и качестве групповых реагентов водных растворов кислот и оснований – HCl, H₂SO₄, NaOH или KOH, NH₃*H₂O.
Катионы, открываемые в рамках кислотно-основной классификации, подразделяют на шесть аналитических групп (табл. 1.3).

2. Открытие NH4 + :
а) раствор + KOH (NaOH) → NH₃↑ (водяная баня) – запах, влажная лакмусовая бумажка синеет
б) раствор + K₂[HgJ₄], KOH (реактив Несслера) = [(JHg)₂NH₂]J ↓ – красно-бурый осадок

II. Систематический анализ смеси катионов (см. схему 1).

Открыть ионы дробно в смеси невозможно, т.к. нет избирательного реагента, поэтому проводят систематический анализ.

К анализируемому раствору прибавляют на холоде групповой реагент-раствор (2 моль/л) HCI до полного выделения осадка, состоящего из AgCl, Hg2CI2, РиСl2 (если раствор остается прозрачным при добавлении 2 капель НCl, осаждение считается полным).

Ход систематического анализа смеси катионов данной группы представлен в схеме 2.

Анализ раствора, содержащего смесь катионов третьей аналитической группы, обычно проводят по следующей схеме.

Вначале проводят предварительные испытания: в отдельных небольших пробах анализируемого раствора дробно открывают катионы, присутствующие в растворе, учитывая их взаимное влияние друг на друга. Часто этим ограничиваются. При необходимости проводят систематический анализ, как описано в схеме 3.

I. Предварительные испытания.

1. Открытие катионов бария (II):

Ва 3+ + К₂Сr₂O₇ (в прис. СН₃СОО – ) → ВаСrО₄ ↓ – желтый, осадок не растворяется в разбавленной уксусной кислоте;

2.2. Систематический анализ катионов по кислотно-основному методу.

Сначала будут рассмотрены схемы анализа смесей катионов каждой аналитической группы, а затем – ход анализа смеси катионов всех аналитических групп.

I. Предварительные испытания (проводят в отдельной порции анализируемого раствора).

1. Открытие катионов Li + :
а) раствор + Na2РО4 → белый Li3PO4 ↓ (рН=7-8);
б) раствор + NH4F → LiF ↓ (белый)

При анализе раствора, содержащего катионы четвертой аналитической группы, сначала целесообразно провести предварительные испытания, а затем систематический анализ.

I. Предварительные испытания.

1. Открытие Сr 3+ (если они присутствуют, раствор должен быть сине-зеленым):
[Cr(H₂О)₆] 3+ (зеленый)+ Н₂О₂(3%) + NaOH изб. → СrО₄ 2- (желтый)

2. Открытие Sn 2+ :
Sn 2+ + NaOH + Bi(NO₃)₃ (1-2 капли) → Вi ↓ +[Sn(OH)₆] 2-

3. Открытие As 3+ (AsO3 3- в растворе):
AsO3 3- + AgNO₃ → Ag₃AsO₃↓ желтый, аморфный

4. Открытие As 5+ (AsO₄ 3- в растворе):
AsO₄ 3- + AgNO₃ = Ag₃AsO₄ аморфный осадок шоколадного цвета

II. Систематический анализ (см. схему 4).

Некоторые катионы данной аналитической группы удобнее открыть в предварительных испытаниях. Систематический анализ смеси катионов проводят по схеме 5.

1. Предварительные испытания.

1. Открытие ионов Fe 2+ :
4Fe 2+ +3 K₃[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ +9K + – темно-синий осадок «турнбуленовой сипи»

2. Открытие ионов Fe 3+ (если ионы присутствуют в растворе, последний имеет желтоватую окраску):
а) 4Fe 3+ + 3K₄[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ +12K + – темно-синий осадок «берлинской лазури»
б)Fe 3+ + 6SCN – → [Fe(SCN)₆] 3- – красное окрашивание раствора

3. Открытие ионов Мn 2+ :
а) Mn 2+ + NaBiO₃ +Н + → МnO₄ – + Bi 3+ + Na +
б) Мn 2+ + РbO₂ + H + → МnО₄ – + Рb 2+
МnO₄ – – ноны окрашивают раствор в малиновый цвет.

4. Открытие ионов Bi 3+ (реакцию проводят о щелочной среде, рH=10):
Bi(OH)₃ +[Sn(OH)₄] 2- → Bi↓ + [Sn(OH)₆] 2- черный

2.6. Анализ смеси катионов шестой аналитической группы: Сu 2+ , Сd 2+ , Hg 2+ , Cо 2+ , Ni 2+ .

Перед проведением систематического анализа в отдельных пробах анализируемого раствора можно открыть некоторые катионы с помощью характерных для них реакций.
Некоторые выводы можно сделать по окраске анализируемого раствора: так, аквакатионы Ni 2+ придают раствору зеленоватую окраску, Со 2+ – розовую, Сu 2+ – голубую.

Примерная схема анализа такого раствора заключается в следущем.

Некоторые предположения можно сделать и на основании измерения рН pacтвора (например, с помощью универсальной индикаторной бумаги). Если значение pН раствора находится в пределах рН = 2 – 4 и раствор не содержит осадка, то о нем отсутствуют Sn(II), Sn(IV), Sb(III), Sb(V), Bi(III), Hg(II), Fe (III), т.к. в противном случае продукты их гидролиза выделились бы в форме осадков.

Анализируемый раствор обычно делят на 3 части. Одну часть используют для предварительных испытании, другую – для проведения систематического анализа, третью оставляют для контроля.

I. Предварительные испытания.

В отдельных небольших порциях анализируемого раствора (объемом примерно 0,3 – 0,5 мл) определяют наличие катионов II – VI аналитических групп действием групповых реагентов.

3. Открытие катионов IV, V, VI аналитических групп: анализируемый раствор + NaOH + Н₂О₂, t°→ образование осадка.

4. Открытие катионов NH₄ + :
a). NH₄ + + КОH → NH₃↑ – запах, влажная лакмусовая бумажка синеет.
б) NH₄ + + K₂[HgJ₄], КОН (реактив Несслера) — [(JHg)₂NH₂]J ↓ – красно-бурый осадок.

6. Открытие ионов Na (если NH₄ + удалены):
Na + + K[Sb(OH)₆] → ↓ Na[Sb(OH)₆] – белый мелкокристаллический

7. Открытие ионов Fe 2+ :
Fe 2+ + K₃[Fe(CN)₆] → темно-синий осадок «турнбулеповой сини».

8. Открытие ионов Fe 3+ :
Fe 3+ + K₄[Fe(CN)₆] → темно-синий осадок «берлинской лазури».

9. Открытие ионов Мn 2+ :
Мn 2+ + NaBiO₃ → MnO₄ – – раствор малиновый.

10. Открытие ионов Сr 3+ :
а) Сr 3+ + H2O2 + NaOH изб. → СrO4 2- синий или зеленый раствор
б) Сr 3+ + КМnO4 + H2SO4 → СrO4 2- + Мn 2+ – желтый раствор

11. Открытие ионов Bi 3+ :
а) Bi 3+ + Sn 2+ → Bi ↓ + Sn 4+ – черный
б) Bi 3+ + Сl – + Н2О → BiOCl ↓, осадок растворяется в избытке HCl – белые хлопья

12. Открытие ионов Сu 2+ :
Сu 2+ + NH3*H2O → ярко-синий раствор (мешает Ni 2+ ).

13. Открытие ионов Ni 2+ :
Ni 2+ + диметилглиоксим → красное окрашивание (мешает Cu 2+ ).

II. Систематический анализ.

Определив наличие катионов различных групп, приступают к их разделению помощью групповых реагентов. Ход выполнения систематического анализа описан в схеме 7.

2.2.8. Анализ раствора с осадком.

Если анализируемый объект представляет собой раствор с осадком, то вначале эту смесь центрифугируют, отделяют осадок от раствора и обе фазы анализируют отдельно.

Наличие осадка свидетельствует о присутствии в нем малорастворимых в воле соединений, например, хлоридов катионов второй аналитической группы (AgCl, РbСl), сульфатов катионов II и III аналитической группы (CaSO₄, SrSO₄, SrSO₄. BaSO₄, PbSO₄, Ag₂SO₄), продуктов гидролиза катионов других групп и т.д.

III. Качественный анализ анионов. Аналитическая классификация анионов но группам.

Обычно открытие анионов в фармацевтическом анализе осуществляют с использованием разных качественных аналитических реакций в растворах на тот или иной аннон. Разумеется, не исключается применение и других методов анализа (оптических, хроматографических, электрохимических и др.).

Аналитическая классификация анионов по группам, в отличие от аналитической классификации катионов, разработана не столь подробно. Не существует общепризнанной и повсеместно принятой классификации анионов по аналитическим группам. Описаны различные классификации анионов.

Чаще всего принимают во внимание растворимость солей бария и серебра тех или иных анионов и их окислительно-восстановительные свойства в водных растворах. В любом случае удастся логически разделить на группы только часть известных анионов, так что всякая классификация анионов ограничена и не охватывает все анионы, представляющие аналитический интерес.

В табл. 3.1 и 3.2. приведены примеры классификации анионов по аналитическим группам.

По аналитической классификации анионов, основанной на образовании малорастворимых солей бария и серебра, анионы обычно делят на три группы (табл.3.1).

Таблица 3.1. Классификация анионов, основанная на образовании малорастворимых солей бария и серебра.

Группа

Анионы

Групповой реагент

Раствор ВаС12 в нейтральной или слабо-щелочной среде

II 1

Раствор AgNO3 в разб. (2М) азотной кислоте

1 – Бромат-ион иногда относится к III группе, так как бромат серебра AgBrO₃ растворяется в разбавленной HNО₃.

Осадок Ag₂S растворяется при нагревании в растворе HNO₃.

Если осадок нерастворим во всех вышеперечисленных растворителях, то это указывает на возможное присутствие в нем соединений: AgCl, PbCl2, CaSO4, SrSО4, BaSO4. Осадок РbСl2 растворяют, обрабатывая его кипящей дистиллированной водой, a AgCl – концентрированным раствором аммиака. Сульфаты катионов третьей аналитической группы переводят в карбонаты обработкой раствором соды и растворяют в уксусной кислоте.

Полученный раствор присоединяют к центрифугату и анализируют далее вместе как описано выше (см. п. 2.2.7).

При аналитической классификации анионов, основанной на их окислительно-восстановительных свойствах, анионы обычно делят на три группы (табл. 3.2.): анионы-окислители, анионы-восстановители и индифферентные анионы, т.е. такие, которые не обладают выраженными окислительно-восстановительными свойствами в обычных условиях.

Таблица 3.2. Классификация анионов, основанная на их окислительно-восстановительных свойствах.

Группа

Анионы

Групповой реагент

I
Окислители

Раствор KI в сернокислой среде

II
Восстановители

Раствор КМnО₄ в сернокислой среде

III
Индифферентные

1 – NO₃ – – ион в слабокислой среде практически не реагирует с KI.
2 – NО₂ – – ион относят к I или II группе.
3 – С₂O₄ – заметно обесцвечивает раствор КМnO₄ только при нагревании.
4 – Cl – – ион в обычных условиях медленно реагирует с раствором КМnO₄.

3.1. Анализ смеси анионов.

В фармацевтическом анализе систематический анализ смеси анионов с использованием любой классификации никогда не проводится, как и в подавляющем большинстве других случаев аналитической практики. Групповой регент можно использовать для доказательства присутствия или отсутствия в смеси (в растворе) анионов той или иной аналитической группы, после чего намечают и реализуют наиболее целесообразную схему анализа данного конкретного объекта. Лекарственные субстанции и лекарственные формы обычно содержат ограниченное число анионов, причем, как правило, бывает известно, какие анионы могут присутствовать в анализируемом препарате. Поэтому при анализе лекарственных препаратов входящие в их состав анионы открывают дробным методом с помощью тех или иных частных аналитических реакций на соответствующий анион.

Общая логическая схема анализа смеси анионов обычно состоит в следующем. Вначале на первом этапе проводят предварительные испытания, в ходе которых определяют рН раствора, устанавливают с помощью групповых реагентов присутствие или отсутствие анионов первой и второй аналитических групп, выясняют наличие анионов-окислителей, анионов-восстановителей, проводят пробу па выделение газов.

Затем на втором этапе дробным методом открывают отдельные анноны в небольших пробах анализируемого раствора.

3.1.1. Первод катионов II – VI аналитических групп о малорастворимые карбонаты.

2СН₃СООН + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂↑.Предварительно в отдельных порциях анализируемого раствора открывают карбонат ион и ацетат – ион (как описано ниже).

Затем к пробе анализируемого раствора (

30 капель) осторожно, по каплям прибавляют разбавленный раствор соды для нейтрализации раствора до слабощелочной реакции, после чего добавляют еще

30 капель раствора соды. Смесь нагревают до кипения и кипятят около 5 минут, периодически добавляя по каплям дистиллированную воду по мере упаривания раствора, поддерживая объем жидкой фазы приблизительно постоянным. Полученную смесь центрифугируют, центрифугат отделяют от осадка (который сохраняют для дальнейшего анализа – в случае необходимости).

К центрифугату осторожно, при перемешивании, по каплям прибавляют разбавленную уксусную кислоту до рН

7 для удаления избытка карбонат – ионов. Полученный раствор анализируют далее на присутствие анионов.

3.1.2. Предварительные испытания (проводятся в отдельной порции раствора).

4. Проба на присутствие анионов второй аналитической группы (табл. 3.1).
Если в анализируемом растворе присутствуют анионы второй аналитической группы, то при добавлении к нему азотнокислого раствора AgNO₃ образуется осадок. Если осадок не выпадает, то это означает, что анионы второй аналитической группы в анализируемом растворе отсутствуют (возможно, присутствие ионов BrO₃ – ).

1) в присутствии раствора крахмала. Окислители переводят ионы J в йод J₂, при образовании которого крахмальный раствор окрашивается в синий цвет.

6. Проба на присутствие анионов-восстановителей.

3.1.3. Дробное обнаружение анионов.

После проведения предварительных испытаний, отдельные анноны открывают дробным методом, учитывая их возможное мешающее влияние друг на друга.

Рассматриваемые анионы вступают в многочисленные реакции с различными реагентами. Многие из этих реакций представляют аналитический интерес. Ниже охарактеризованы только некоторые из этих реакций, рекомендуемые чаще других.

1. Открытие сульфат-нона.
SО₄ 2- – ион обнаруживают по реакции с катионами бария Ва 2+ :
SО₄ 2- + Ва 2+ → BaSО₄ ↓
Образуется белый мелкокристаллический осадок, не растворяющийся в минеральных кислотах.

4. Открытие тиосульфат — иона.
Ионы S₂O₃ 2- открывают по помутнению пробы раствора при подкислении серной или хлороводородной кислотой.
S₂О₃ 2- + 2H + ↔ H₂S₂О₃ → S ↓ + SО₂ + Н₂О.
Примечание: тиосульфаты щелочных металлов, стронция, цинка, кадмия, марганца (II), железа (II), кобальта (II), никеля (II) растворимы в воде; тиосульфаты других металлов малорастворимы в воде.

6. Открытие оксалат – иона.
При отсутствии и растворе карбонат-ионов и анионов-восстановителей, C₂O₄ 2- иона открывают по реакции:
↓Agl +Na₂S₃О₃ → Na[Ag(S₂О₃)] • Nal. желтый

7. Открытие нитрит – иона.
NO₂ – – ион открывают по реакции с реактивом Грисса-Илошвая (смесь сульфаниловой кислоты HSO₃C₆H₄NН₂ с 1 – нафтиламином C₁₀Н₇NH₂):
NO₂ – + реактив Грисса → ярко-красное окрашивание.
NO₃ – – ион не дает аналогичной реакции.
Если нитрит – ион открыт, то его обычно удаляют, поскольку он мешает открытию нитрат – иона NO₃ – :
NО₂ – + NH₄CI → N₂ + 2Н₂О
Раствор используют для открытия нитрат – ионов.

8. Открытие нитрат – иона.
NO₃ – + 1-дифениламин → синее окрашивание раствора; постепенно окраска изменяется на бурую, а затем на желтую.

9. Открытие ацетат – иона.
а). Ацетат – ион в сернокислой среде (H₂SO₄ конц.) реагирует со спирт образованием сложных эфиров уксусной кислоты:
СН₃СООН + С₂Н₅ОН → СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О.
Этилацетат СН₃СООС₂Н₅ обладает характерным приятным запахом.
Реакцию катализируют соли серебра.
б). При растирании твердых проб, содержащих ацетаты, с твердыми NaНSО₄, KHSO4 выделяется уксусная кислота, обнаруживаемая по характерному запаху укуса

10. Открытие тартрат-иона – ООС – СН(ОН) – СН(ОН) – СОО –
Тартрат-анион – аннон слабой двухосновной винной кислоты, хорошо растворим в воде. В растворе ионы обнаруживают по реакции с хлоридом калия о присутствии ионов:
С₄Н₄О₆ 2- + К + + Н + → ↓ KHC₄H₄O₆. Образуется белый кристаллический осадок, растворимый в минеральных кислотах и щелочах

12. Открытие ортофосфат – иона.
РO₄ 3- – ионы можно обнаружить двумя способами:
а) Реакция с магнезиальной смесью (MgCl₂ + NH₃ + NH₄Cl):
HPO₄ 2- + MgCI₂ + NH₃ + NH₄MgPO₄ ↓
Образуется белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфат растворяющийся в кислотах.
б) Реакция с молибдатом аммония (NH₄) ₂MoО₄:
PO₄ 3- + 3NH₄ + + 12MoO₄ 2- +24H + →↓(NH₄) ₃[PO₄(Mo₅O₁₀) ₁₂ + 12 H₂O
Образуется желтый кристаллический осадок комплексной аммонийной фосфоромолибдеповой гетерополикислоты — фосфоромолибдат аммония.
Мешают анионы-восстановители, восстанавливающие продукт реакции молибденовой сини.

13. Открытие Сl – иона.
Хлорид-ионы осаждают в виде белого осадка хлорида серебра, который, в отличие от AgBr и AgJ, растворяется в насыщенном водном растворе (NH₄) ₂CО₃:
Ag + + Cl – → AgCl,
AgCl + (NH₄) ₂CO₃ → [Ag(NH₃) ₂]CI + CO₂ + H₂O.
Раствор отделяют от осадка и доказывают присутствие в нем хлорид-ионов:
[Ag(NH₃) ₂]CI + 2HNO₃ (конц.)→ AgCI ↓ + 2NH₄NO₃
Открытию Сl – иона мешают SCN – ионы, поэтому их необходимо предварительно удалить.

15. Открытие бензоат-иона С₆Н₅СОО –
Бензоат-ион – анион слабой одноосновной бензойной кислоты, малорастворимой в воде.
При подкислении растворов, содержащих бензоаты, минеральными кислотам образуется белый осадок бензойной кислоты:
С₆Р₅СОО – + Н + → ↓C₆Н₅COOН.
Аналогичный эффект дают салицилат-ионы.

3.1.4. Систематический анализ смеси анионов.

Не существует такая схема систематического анализа смеси анионов в растворе, которая была бы общепринятой, в отличие от систематического анализа смеси катионов.

Ниже предложен один из вариантов анализа смеси анионов. Последовательность операций в общем случае заключается в следующем. Вначале проводятся предварительные испытания, затем дробно в отдельных порциях раствора открывают некоторые анноны, после чего осуществляют разделение анионов с помощью групповых реагентов с последующим открытием анионов в разделенных осадках и растворах.

Источник