КАТИОНДАРДЫҢ АНАЛИТИКАЛЫҚ КЛАССИФИКАЦИЯСЫ

Презентация қосу

I-VI ТОП КАТИОНДАРЫНЫҢ
БӨЛУ СХЕМАСЫ

202ТОП ЖАРМАҒАМБЕТОВА АМИНА
КАТИОНДАРДЫҢ АНАЛИТИКАЛЫҚ
КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
Бейорганикалық заттардың сапалық анализі катиондар және
аниондар анализі болып бөлінеді. Катиондар 6 аналитикалық топқа
бөлінеді де, бірінші топ катиондарынан басқа әр топтың өзіндік
топтық реагенті болады.
Катиондардың аналитикалық жіктелуі жасауда сол
катиондардың Д. И. Менделеевтің периодтық таблицасындағы
орнын, атом құрылысын, ионның зарядын, радиусын, сыртқы
электрон қабатының орналасуын және басқа көптеген
қасиеттерін басшылыққа алған. Осы классификациялардың
практикада көп қолданытын күкіртті-сутектік және
қышқылды-сілтілік классификацияларына тоқталамыз.
Аналитикалық катиондар жіктелуіне теориялық жағынан ең терең
тексерілгені – сульфидтік классификация. Бұл катиондардың жіктелуі
системалы анализ кезінде катиондардың сульфид, полисульфид аммоний
және күкіртті сутек қышқылымен реакцияларына негізделген.
БУЛ ЖІКТЕЛУІ БОЙЫНША КАТИОНДАР БЕС
АНАЛИТИКАЛЫҚ ТОПТАРҒА БӨЛІНЕДІ:

Бірінші аналитикалық топқа NH4+, Na+, K+, Mg2+
катиондары жатады. Бұл топтың топтық реактиві жоқ.
Екінші аналитикалық топ Ba2+, Sr2+, Ca2+ катиондарынан
тұрады. Топтық реактив есебінде карбонат аммоний тұзы
пайдаланады. Бұл иондардың карбонат тұздары суда
ерімейді.
БІРІНШІ ТОП КАТИОНДАРЫНЫҢ
РЕАКТИВТЕРІ
1. Жалынның боялу реакциясы. Калийдің ұшқыш тұздары жалынды күлгін түске бояйды. Берілген реакция фармакопеялыққа жатады.
2. Шарап қышқылы Н2С4Н4О6 немесе натрий гидротартраты NaНС4Н4О6 калий ионның жеткілікті концентрациясы кезінде ерітіндіде калий
гидротартыратының ақ түсті кристалды тұнбасы түзіледі.

KCl + Н2С4Н4О6 = KНС4Н4О6↓ +HCl

Тұнба минералды қышқылдарда ериді. Реакцияны бейтарап немесе әлсіз қышқыл ортада суықта жүргізеді және пробирка қабырғасын
шыны таяқшамен үйкеу арқылы. Аммоний ионы анықтауға кедергі жасайды себебі ол реактивпен ақ кристалды тұнба түзеді. Реакция
сезімталдығы аз және фармакопеялыққа жатады.
3. Na3[Co(NO2)6] натрий гексанитрокобальтатын (III) бейтарап немесе әлсіз қышқыл ерітіндісінен сары кристалды калий-натрий
гексанитрокобальтаты (III) тұнбасы түзіледі:

Na3[Co(NO2)6] + 2KCl = K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2NaCl

Кедергі жасаушы иондар аммоний ионы балып табылады. Бұл реакцияның сезгіштігі өте жоғары және калий ионы үшін неғұрлым тән
реакция. Реакция фармакопеялыққа жатады.
4. Микрокристаллоскопиялық реакция –натрий, қорғасын және мыс (II) бірлескен нитриты Na 2PbCu(NO2)6 калий тұздармен әрекеттесіп,
өзіне тән коңыр немесе қара түсті куб тәрізді кристалдар түзеді:

2KCl + Na2PbCu(NO2)6 = K2PbCu(NO2)6 + 2NaCl

Кедергі жасаушы иондар аммоний ионы балып табылады.
Натрий катионның (Na+) реакциялары.

1. Жалынның боялу реакциясы. Натрий тұздары жалында сары түске бояйды. Реакция өте сезгіш және тән, фармакопеялыққа жатады.
2. K[Sb(OH)6] калий гексагидроксистибиаты (V) натрий тұздарымен бейтарап және әлсіз сілтілік ортада баяу түзілетін ақ кристалды тұнба береді.

NaCl + K[Sb(OH)6] = Na[Sb(OH)6]↓ + KCl

Реакцияны қышқылдық немесе күшті сілтілік ерітіндіде жүргізуге болмайды. Қыздыру кезінде тұнба ерігіштігі жоғары болғандықтан, реакцияны
салқындату кезінде жүргізіледі, пробирка қабырғасын шыны таяқшамен үйкеу арқылы. Кедергі жасаушы иондар аммоний ионы балып табылады.
3. Микрокристаллоскопиялық реакция UO2(CH3COO)2 уранилацетаты натрий тұздары ерітіндісінде сарғыш кристалды натрий уранилацетатын
Na[UO2(CH3COO)3] түзеді. Реакция фармакопеялыққа жатады.

NaCl + UO2(CH3COO)2 + CH3COOH = Na[UO2(CH3COO)3] + HCl

Аммоний ионның (NH4+) реакциялары

1. NaOH және КOH сілтілерді аммоний тұздарының сулы ерітіндісіне қосқанда, аммиак бөлінеді:

NH4+ + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2O

Ерітіндіні қыздыру кезінде ұшқыш аммиак бөлінеді. Бөлінген аммиакты лакмус қағазы көмегімен байқауға болады. Ол лакмус қағазын көк түске бояйды.
Реакция фармакопеялық.
2. Несслер реактиві (K2[HgI4] пен KOH қоспасы) аммоний тұздарымен қызыл-қоңыр түсті тұнба береді:

2K2[HgI4] + 4KOH + NH4Cl = [Hg2ONH2]I↓ + 3H2O + 7KI + KCl

Реакцияны реактивтің артық мөлшерінде жүргізу шарт, себебі тұнба аммоний тұздарында ериді. Реакция өте сезімтал. Ерітіндінің қанық боялуы аммоний
ионның концентрациясына байланысты.
ЕКІНШІ
АНАЛИТИКАЛЫҚ ТОП
КАТИОНДАРЫ
Екінші аналитикалық топ катиондарына Ag+ Рb2+, Hg22+ иондары жатады. Катиондардың тұздары суда нашар ериді.
Бұл топтың катиондарының нитраттары ғана жақсы ериді, сол сияқты қорғасын, күміс ацетаттары. Күміс және сынап
(1) гидроксидтері тұрақсыз және пайда болған сәттен бастап оксид пен суға ыдырайды. Қорғасын гидроксиді қиын
еритін әлсіз электролитке жатады және амфотерлі қасиеттерге ие. Екінші топ катиондарының тұздары гидролизге
ұшырайды және олардың ерітінділері қышқылдық ортаны көрсетеді. Бұл катиондар комплексті қосылыс түзуге
қабілетті. Топтық реагенті хлорсутек қышқылы немесе суда еритін оның тұздары жатады. Топтық реагентпен әсер
еткенде ірімшік тәрізді тұнбалар түзіледі РЬСІ2, AgCl, Hg2C12. Қорғасын мен сынаптың барлық еритін қосылыстары
улы.1 топ катиондарының қосылыстары медицина мен фармацияда қолдануды тапты. Күміс иондары өте төмен
концентрацияда суды зарарсыздандырады және бактерияның дамуын басады. Күміс нитратын көз ауруларын емдеу
кезінде қолданады. Колларгол (коллоидті күміс) іріңді жарақатты, қуықты және көздің кілегей қабығының қабыну
кезінде жуу үшін қолданылады. Протаргол- күміс препараты тұтқыр антисептикалық зат ретінде, тынысалу
жолдарының шырышты қабықшасын майлау үшін қолданады. Қорғасын ацетаты дәріленген дәкені басу үшін, ал
қорғасын оксидін-қорғасын пластырін жасау үшін қолданады.РЬ2+ қорғасын катионның реакциялары.
1. Хлорсутек қышқылы және ерігіш хлоридтер орташа концентрациялы қорғасын тұздарын тұнбаға түсіреді.
Қорғасын хлоридінің тұнбасы ақ түсті, мақта тәрізді және ыстық суда оңай ериді:РЫ(NO3)2 + 2НСІ РЬСІ21 +
2HNO32.
2. Сілтілер қорғасын (II) тұздарының ерітінділерінен амфотерлі қасиеттеркөрсететін ақ түсті қорғасын гидроксиді
тұнбасын түзеді. Ол азот немесе сіркеқышқылында және сілтінің артық мөлшерінде ериді:Pb(NO3)2 +
2KOHPb(OH)22KN033.
3. Күкірт қышқылы және қиын еритін сульфаттар қорғасын тұздарынан қиынеритін ақ түсті қорғасын сульфатының
тұнбасын түзеді:Pb(NO3)2 + H2SO4 =PbS04+2HNO3Сілті ерітінділерінде (10-15%) қыздырганда тұнба ериді.
4. 4. Nal натрий иодидін немесе Кӏ калий иодидін қорғасын тұздарымен әрекеттестіру барысында қыздырғанда,
сары түсті қорғасын иодидінің тұнбасы пайда болады, ал салқындату кезінде қайтадан алтын түсті ине тәрізді
кристалға айналады:Pb(NO3)2 + 2KI = Pb121 + 2KNO35. К2Ст04 калий хроматы қорғасын ерітінділерінен сары түсті
қорғасынхроматының тұнбасын бөледі:Pb(NO3)2 + K2CrO4 PbCrO4. +2 KNO3Тұнба сірке қышқылында ерімейді,
бірақ азот қышқылында және сілтілерде ериді. Реакция сезімталды.
III АНАЛИТИКАЛЫҚ ТОП
КАТИОНДАРЫ
Үшінші топтың катиондарына екі валентті металл иондары Ba2+, Sr2+, Ca2+ жатады. Бұл катиондар түссіз. Катиондардың галогенидтері, нитраттары, ацетаттары суда
жақсы ериді. Гидроксидтері күшті электролиттерге жатады және олардың ерігіштік қатары барийден кальцийге қарай төмендейді.

Барий, стронций және кальций сульфаттары суда нашар ериді, сондықтан топтық реактивіне күкірт қышқылы жатады. Барий сульфатына қарағанда кальций
сульфаты анағұрлым ерігіш. Осының салдарынан күкірт қышқылын үшінші топ катиондарының қоспасына қосқан кезде, ерітінді сұйылтылған болса да барий
сульфатының тұнбасы бірден түзіледі, біраз уақыт өткен соң стронций сульфатының тұнбасы пайда болады, ал кальций сульфаты тек кальций тұздарының
концентрацияланған ерітінділерінен түзіледі және ол тұнбаға толық түспейді.

Кальций тұздары табиғатта кең таралған. Табиғи судың кермектілігі оның құрамында кальций тұздарының болуына байланысты. Кальций адам және жануарлар
сүйектерінің негізгі құрылымдық компоненттерінің бірі болып табылады. Ол бұлшық ет ұлпалары мен жүйке жүйесінің қозуын төмендетеді, қанның ұю процесіне
қатысады.

Кальций және барий қосылыстары медицина мен фармацияда қолданады. Гипс-кальций сульфаты хирургияда таңғыш және тістің ұнтақтарын әзірлеу үшін
қолданады. Кальций хлориді және кальций глюконаты аллергиялық аурулар кезінде қолданылады. Барий сульфаты рентген сәулесін өткізбейтін болғандықтан,
асқазан рентгеноскопиясы кезінде пайдаланады.

Ba2+ катионның реакциялары.

Жалынның боялу рекциясы. Барийдің ұшқыш тұздары шамның жалынын сарғыш – жасыл түске бояйды.

Сұйылтылған күкірт қышқылы және ерігіш сульфаттар барий сульфаты тұнбасын өте сұйылтылған ерітінділерінен бөледі:

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl

Тұнба қышқылдармен сілтілерде ерімейді. Реякция фармакопеялық болып табылады.

Амоний карбонаты (NH4)2CO3 немесе басқа ерігіш карбонат барий тұздарымен барий карбонатының ақ тұнбасын береді:

BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3↓ + 2NH4Cl

Тұнба сұйылтылған минерал қышқылдары мен сірке қышқылында ериді. Тұндыруды әлсіз сілтілік ортада жүргізу керек.

Калий K2CrO4 немесе натрий Na2CrO4 хроматы бейтарап немесе сіркеқышқылды барийдің тұздары ертінділерінен барий хроматының сары түсті тұнбасы түзіледі:

BaCl2 + K2CrO4 = BaСrO4↓ + 2KCl

Калий дихроматы K2Cr2O7 барий ерітінділерінен барий хроматының сары тұнбасын тұндырады:

BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O = BaСrO4↓ + 2 KCl + 2HCl

Тұнба күшті қышқылдарда ерігендіктен реакция соңына дейін толық жүрмейді, өйткені НСl күшті қышқыл осы реакцияның нәтижесінде түзіледі.

Аммоний оксалаты (NH4)2C2O4 барий тұздарымен хлорсутек пен азот қышқылдарында, ал сірке қышқылында тек қайнату кезінде еритін ақ түсті кристалды береді:

BaCl2 + (NH4)2C2O4 = BaC2O4 + 2 NH4Cl
Ca2+ катионның реакциялары.
Жалынның боялу реакциясы. Кальцийдің ұшқыш тұздары түссіз жалынды қызыл-кірпіш түске бояйды. Реакция
фармакопеялық болып табылады.
Сұйылтылған күкірт қышқылы кальций иондарымен кальций сульфатының ақ тұнбасын түзеді:
СаCl2 + H2SO4 = СаSO4↓+ 2HCl
Тұндыруды кальций тұздарының концентрациялы ерітіндісімен жүргізу керек.
Аммоний карбонаты (NH4)2CO3 кальций карбонатын ақ тұнба түрінде тұндырады:
СаCl2 + (NH4)2CO3 = СаСО3 + NH4Сl
Кальцийді толық тұндыру үшін тұндырғыштың артық мөлшерін алу қажет.
Амоний оксалаты (NH4)2C2O4 суық және бейтарап немесе әлсіз сілті ерітінділерінде кальций оксалатының ақ түсті ұсақ
кристалды тұнбасын береді:
СаCl2 + (NH4)2C2O4 = СаC2O4↓+ 2 NH4Cl
Тұнба сірке қышқылында ерімейді, бірақ минералды қышқылдарда жеңіл ериді. Реакцияны барий тұздары болған
жағдайда жүргізуге болмайды. Бұл кальций ионына өте маңызды фармакопеялық реакция болып табылады.
Калий гексацианоферраты (II) кальций тұздарымен әлсіз қышқылды ортада, сірке қышқылында ерімейтін ақ түсті
кристалды тұнба түзеді:
СаCI2 + K4[Fe(CN)6] + NH4Сl = СаКNH4[Fe(CN)6]2 ↓ + 3KCl
6. Микрокристаллоскопиялық реакция. Сұйылтылған күкірт қышқылы тұздарымен ине тәрізді CaSO4 кристалдарды құрайды.
IV аналитикалык топ катиондары

Төртінші аналитикалық топтыAl 3+, Sn( II, IV), Cr3+, Zn3+, As(III, V) катиондары құрайды. Бұл катиондар амфотерлі
элементтерге жатады. Сондықтан натрий гидроксидінде еритін гидроксидтер түзеді. Топтық реагенті NaOH + H2 O2.
Аяқталған тұрақты электрондық құрылысы түзетін Al3+ және Zn2+ . Сондықтан олар қосылыстарында тұрақты тотығу
дәрежесін көрсетеді.
Алюминийдің және мырыштың хлоридтері, нитраттары, сульфаттары, бромидтері суда жақсы ериді.
Хром қосылыстарында3+, 6+ және2+ тотығу дәрежесін көрсетеді. Хромның үш валентті қосылыстары амфотерлі, сол
себепті ерітіндінің pH байланысты Cr3+ және CrO2— күйінде болады.Хромның алты валентті қосылыстары анион құрамына
кіреді CrO4— немесеCr 2O7—
Хромның нитраттары, хлоридтері, сульфаттары суда жақсы ериді, бірақ гидролизденеді, оның нәтижесінде негіздік тұздар
түзіледі. Қалайы қосылыстарында 2+ және 4+ тотығу дәрежелерін көрсетеді, осыған сәйкес екі түрлі оксид түзеді (SnO ,
SnO2).
Екі валентті қалайының тұздары ауадағы оттектің әсерінен тотығады:
2 SnCl2+ O2+ 2H2 O = 2Sn(OH)2 Cl2
Cуда ерімейтін анализдеуде маңызды роль атқаратын қосылыстарға сульфидтер (SnS, SnS2 ), фосфаттар (Sn3 (PO4)2,
Sn3(PO4)4 ,гидроксидтер Sn(OH)2 , Sn(OH)4 және метақалайы қышқылы H 2SnO3 жатады.Өте жиі пайдаланатын тұздар
хлоридтер.
Мышяк қосылыстарында 3- , 3+ және 5+ тотығу дәрежесін көрсетеді, осыған байланысты екі оксид As 2O3,
As2 O5 түзеді.Тұз қышқылы ерітіндісінде AsCl3, AsCl5 күйінде кездеседі, бірақ бұл күйі тұрақсыз, себебі олардың
гидролиздену дәрежесі жоғары:
AsCl3 + 3HOH=H3 AsO3+ 3HCl
2AsCl5 +8HOH=2H3 AsO4+ 10 HCl
V АНАЛИТИКАЛЫҚ
ТОП КАТИОНДАРЫ
V аналитикалық топтыMg2+ , Sb(III, V), Bi3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+катиондары құрайды. Бұл катиондар периодтық системада әртүрлі
топшаларда орналасқан. Атом құрылыстары да әртүрлі. Химиялық реакциялар кезінде ауыспалы тотығу дәрежелер
көрсетеді.
Сурьма мен висмут иондарында аяқталмаған 18 электрондық деңгейшелер бар. Бұл амфотерлі иондар, бірақ сілтілер
әсерінентұнбаға түсетін болғандықтан Vтопқа қосқан.
Магнийs элемент,ион күйінде 8 электронды деңгейшесі бар. Сілті әсерінен тұнбаға Mg(OH) 2түседі.
Магний, марганец, темір сұйытылған HCl, H 2SO4 қышқылдар ерітіндісінен сутекті бөліп шығарады.
Fe + 6H 2SO4 = FeSO4 + H2 ↓
Mn+ 2HCl = MnCl2 + H2 ↓
Сурьма мен висмут сұйытылған қышқылдарда ерімейді. Осы топты құрайтын металдар тотықтырғыш металдармен
әрекеттеседі:
2 Sb+ 6 H2 SO4 =Sb( SO4)3 +3 SO2 ↑ +6 H2 O
3 Sb + 5 HNO3 =3 HSbO3 + 5NO ↑+ H2 O
FeO Fe(OH)2 негіздік қасиет көрсетеді, сондықтанFeSO 4, FeCl2т.б тұздардың су ерітінділерінде гидролиздену процестері баяу
жүреді. Fe2 O3 пен Fe(OH)3кейбір жағдайда амфотерлі қасиет көрсетеді , мысалы, NaFeO 2, Ba( FeO2)2,Fe (FeO2)2, Fe3 O4 .
Темірдің сульфаттары, хлоридтері, нитраттарысуда жақсы ериді.
Талдауда қолданылатынсурьма қосылыстары: сульфидтержәне сурьма қышқылдарыныңкүміс тұздарыSb 2 S3,
Sb 2S5,Ag 3SbO3, AgSbO4 , натрий дигидроантимонаты NaH 2SbO4.
Топтықреагенті NaOHерітіндісі, оның әсерінен гидроксидтер түзіледі. Fe(OH) 2–жасыл,Fe(OH)3 -қоңыр,Mn(OH)2, Bi(OH)3,
Sb(OH)3 , SbO(OH)3 , Mg(OH)2 — ақ.
Висмут гидроксидін қыздырғанда тұнба сарғаяды.
Bi(OH)3=BiOOH +H2 O
Топтық реагенттің әсерінен түзілген тұнбалар, реагенттің артық мөлшерінде ерімейді.
VI АНАЛИТИКАЛЫҚ
ТОП КАТИОНДАРЫ
VI аналитикалық топ катиондарынCu2+, Cd2+, Hg2+, Ni2+, Co2+құрайды. Бұл катиондарға
топтық реагент болып аммиак ерітіндісі алынады.Аммиактың эквивалентті мөлшерімен
әсер еткенде түрлі түсті тұнбалар түзіледі: ақ түсті –Cd(OH)2, көк түсті -CoOHCl,ашық
көк(CuOH)2SO4 , жасыл – Ni(OH)2, ақ –HgNH2Cl .
CoO –жасыл-сұр, Со 2О3 – қоңыр, Со3О4— қара түсті оксидтер түзеді. СоО- қышқылдарда
еріп тұздар түзеді. Со2+ хлоридтері, нитраттары, сульфат ацетаттары суда жақсы ериді.
Ni 2.O3— таза күйінде алынбаған, бірақ оның гидроксидін Ni (OH)3алуға болады. Ол үшін
Ni(OH)2әрі қарай тотықтырады.
Никельдің хлорид, сульфат, нитрат, ацетат тұздары суда жақсы ериді.
Cu- сыртқы электрондық қабатында электроны бар, бірақ сілтілік металдардан да ,
күміспен алтынан даөзгеше келеді. Мыстың химиялық қасиеттеріникель қасиетіне ұқсас
келеді.Мыс ауыспалы тотығу дәрежесін көрсетеді, екі түрлі оксид түзеді. Cu 2O- қызыл –
қоңыр түсті жәнеCuO-қара түсті. Олардың гидроксидтері суда ерімейді, қышқылдармен
әрекеттесіп тұздар түзеді. Мыс тұз қышқылында ерімейді, азот қышқылында
ериді.Мыстың комплекс түзуқабілеті жоғары.
Hg- екі түрлі оксид түзеді.Hg 2O- қара түсті ұнтақ, HgO- сары түсті( кейде қызыл түсті).
Сынаптың тұздары нашар еиді( тек нитраттарда ғана жақсы ериді). Сынап (I),(II)
тұздарының судағы ерітінділері гидролизденеді, әсіресе қыздырған кезде.
Cd-бір ғана оксид түзеді CdO, гидроксиді Cd(OH)2
CdO жәнеCd(OH)2 — қышқылдардажақсы ериді, сілтілердеерімейді, демек негіздік қасиеті
жоғары. Кадмий тұздарының ішінде сульфт , нитрат, ацетат, галогенидтерісуда жақсы
ериді.
Қорытынды

Аналитикалық топтың иондарды жүйелі анализ жолымен бөлгенде
төменнен жоғары қарай бөледі. Біріншіден бесінші және алтыншы топтың,
соңынан бірінші топтың катиондарын бөледі.
Сульфидтік катиондар классификациясының басты реактиві сульфид-
ионы, оның улы келетіні белгілі. Оны себепті аналитикалық
лабораторияларда өте жақсы істейтін мықты вентилятор мен шкафтар және
басқа көптеген құралдармен жабдықтау қажет. Сонымен бірге кейбір
иондар сульфид-ионымен әрекеттескенде толық тұнбаға түспеуі және
бөлінбеуі, кейбір жағдайларда коллоид ерітінділерін түзетіндігі бұл
классификацияның пайдалануын шектейді. Осы себептерді ескере отырып,
көп жерде сульфидті классификация орнынакатиондардың қышқылды -
негізді класификациясы пайдаланады.
КАТИОНДАРДЫҢ АНАЛИТИКАЛЫҚ
КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
Аналитикалық катиондар жіктелуі маңыздылары:

1. Күкіртті - сутекті

2. Қышқылды-сілтілік

3. Аммиакты-фосфатты

4. Тиоацетат-амидті

5. Хроматографиялықтық

Ұқсас жұмыстар

БІРІНШІ АНАЛИТИКАЛЫҚ ТОП

Катиондардың аналитикалық жіктелуі

АНАЛИТИКАЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАРЫ

Катиондардың аналитикалық топтары және элементтердің периодтық жүйесі

Сапалық талдау әдістері

Сапалық талдаудың негізгі принциптері

Талдаудың аспаптық әдісі

Полимерлі электролиттер

Тілдердің классификациясы

Аналитикалық стереофотограмметриялық жүйелер

Пәндер