Klasyczna analiza substancji chemicznych polega na przeprowadzeniu w odpowiednich warunkach szeregu reakcji chemicznych. Zwykle powodują one przekształcenie składników analizowanej substancji lub mieszaniny w połączenia posiadające charakterystyczne barwy lub w osady. Przystępując do analizy jakościowej jonów, należy zwrócić uwagę na pewne cechy roztworów, wynikające z obecności niektórych jonów. Obserwacje te mogą być pomocne w przeprowadzeniu analizy. Do cech tych należą: zapach i odczyn roztworu, ale przede wszystkim barwa roztworu.

Analizując barwy roztworów, należy mieć na względzie, że:

• przedstawione w tabeli barwy jonów poszczególnych metali to barwy postaci spotykanych najczęściej;

• obecność kilku jonów barwnych w analizowanej próbce sprawia, że obserwowana barwa roztworu jest wynikiem nałożenia się barw wywoływanych przez obecne składniki. Przykładowo, podczas wykonywania analizy jakościowej, poza zmianą zabarwienia roztworu, możemy zaobserwować: wytrącenie białych lub barwnych osadów, rozpuszczenie lub roztworzenieroztwarzanieroztworzenie wytrąconych osadów w odpowiednich związkach chemicznych, wydzielenie się gazów.

Przystępując do analizy, należy pamiętać, że każdą analizę jonów roztworów prostych oraz złożonych powinno się rozpocząć od wykrycia kationów, a następnie przejść do wykrywania anionów. Kolejność ta jest wskazana z uwagi na to, że obecność niektórych kationów wyklucza obecność pewnych anionów w roztworze. Najczęściej próbkę pierwotną roztworu dzieli się na trzy części:

• służącą do wykrywania kationu;

• służącą do wykrywania anionu;

• będącą rezerwą w przypadku konieczności wykonania dodatkowych prób.

Podstawą podziału na grupy analityczne jest podobny wynik reakcji chemicznej. Podział anionów jest oparty na różnicach w zachowaniu się anionów względem jonów ${\text{Ag}}^{+}$ i ${\text{Ba}}^{2+}$ – określenie, czy dany anion strąca w obecności wskazanych kationów osad soli trudno rozpuszczalnej. W przypadku, gdy powstają związki trudno rozpuszczalne, bada się dodatkowo ich zachowanie w roztworze kwasu azotowego$\left(\text{V}\right)$, co jest kolejnym kryterium podziału anionów.

Zawartość określonych kationów grup analitycznych od $\text{I}$ do $\text{V}$ wywiera wpływ na procedurę wykrywania anionów:

Przed przystąpieniem do analizy anionów należy ustalić, jaki kation wchodzi w skład analizowanego związku.

• Jeśli jest to kation $\text{V}$ grupy analitycznej kationów, wykrywanie anionów należy  przeprowadzić bezpośrednio z próbki pierwotnej.

• Jeśli jest to kation należący do którejś z grup analitycznych od $\text{I}$ do $\text{IV}$, należy wykonać czynności, które mają za zadanie wymianę tych kationów na jony sodu i nie przeszkadzają w analizie anionów. Wymianę wykonuje się poprzez sporządzenie „wyciągu sodowego”.

Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie osadu z ${\text{Ag}}^{+}$ oraz jego nieroztwarzalność w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$.

Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie osadu z ${\text{Ag}}^{+}$ oraz jego roztwarzalność w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$ „na gorąco”.

Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie białego osadu z ${\text{Ag}}^{+}$ oraz jego roztwarzalność w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$, ale także uzyskanie białych osadów w reakcji z ${\text{BaCl}}_2$ oraz jego roztwarzalność w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$.

Odczynniki grupowe: wodne roztwory azotanu$\left(\text{V}\right)$ srebra i chlorku baru lub azotanu$\left(\text{V}\right)$ baru.

Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie barwnego osadu z ${\text{Ag}}^{+}$ oraz jego roztwarzalnośc w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$, ale także uzyskanie osadów w reakcji z ${\text{BaCl}}_2$ oraz jego roztwarzalnośc w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$.

Nie dają osadu z odczynnikami grupowymi: ${\text{AgNO}}_3$ i ${\text{BaCl}}_2$.

Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest uzyskanie osadów w reakcji z ${\text{BaCl}}_2$ oraz ich nieroztwarzalność w ${\text{HNO}}_3$ o stężeniu $2 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$.

Anion siarczanowy$\left(\text{VI}\right)$ ${{\text{SO}}_4}^{2-}$. Reakcje z odczynnikiem grupowym:

Strąca się biały, ciężki osad siarczanu$\left(\text{VI}\right)$ baru, praktycznie nieroztwarzalny w kwasach mineralnych, a nawet w wodzie królewskiej. Rozpuszcza się częściowo w stężonym, gorącym kwasie siarczanowym$\left(\text{VI}\right)$, z wytworzeniem wodorosiarczanu$\left(\text{VI}\right)$ baru.

Anion krzemianowy$\left(\text{IV}\right)$ ${{\text{SiO}}_3}^{2-}$. Reakcja z odczynnikiem grupowym:

Strąca się żółty osad krzemianu$\left(\text{IV}\right)$ srebra, który roztwarza się w kwasach i wodnym roztworze amoniaku.

Strąca się biały osad krzemianu$\left(\text{IV}\right)$ baru, który roztwarza się w rozcieńczonym kwasie azotowym$\left(\text{V}\right)$.

Słownik

Bibliografia

Bartynowska‑Meus Z., Analiza jakościowa jonów, online: http://www2.chemia.uj.edu.pl/%7Emiskowie/analiza_jakosciowa.pdf (dostęp: 20.06.2021)

Kocjan R., Chemia analityczna. Analiza jakościowa. Analiza klasyczna, t. 1, Warszawa, 2000.

Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna. T.1. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2009, wyd. 10.

Paśko J. R., Sitko R., Ćwiczenia laboratoryjne z chemii ogólnej i analitycznej: skrypt dla studentów kierunku biologii, Kraków 1996.

Reizer A., Ćwiczenia z podstaw chemii i analizy jakościowej, Krakow 2000.