Przeczytaj

bg‑yellow

Procedura ogólna analizy jonów

Klasyczna analiza substancji chemicznych polega na przeprowadzeniu, w odpowiednich warunkach, szeregu reakcji chemicznych. Reakcje te zwykle powodują 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 jego barwa.

RdcxNHhMa0yFi

Zapach roztworu. Charakterystyczny zapach mogą wykazywać próbki zawierające aniony:

{CH}_{3} {COO}^{-}

(octu),

S^{2 -}

(zgniłych jaj) i

{CN}^{-}

(migdałów) oraz inne aniony lotnych kwasów, jak:

{SO}_{3}^{2 -}

S_{2} {O_{3}}^{2 -}

{NO}_{2}^{-}

. Zapach staje sie wyraźniejszy po dodaniu rozcieńczonego kwasu

HCl

lub

H_{2} {SO}_{4}

, a także po podgrzaniu. Sprawdzanie zapachu należy wykonywać bardzo ostrożnie (utleniający się gaz kierować wachlującym ruchem dłoni w stronę nosa) ze względu na trujące właściwości niektórych gazów, np.

HCN

. Odczyn roztworu Obojętny: aniony moncyh kwasów i kationy mocnych zasad (np.

K_{2} {SO}_{4}

NaCl

aniony słabych kwasów i kationy słabych zasad (np.

{NH}_{4} CN

{CH}_{3} {COONH}_{4}

) - odczyn zbliżony do obojętnego. Zasadowy: aniony słabych kwasów i kationy mocnych zasad (np.

{Na}_{2} {CO}_{3}

K_{3} {AsO}_{4}

) Kwaśny: aniony mocnych kwasów i kationych słabych zasad (np.

{NH}_{4} Cl

Al ({NO}_{3})_{3}

. Barwa roztworu. Ilustracja podpisana: barwa wodnego roztworu soli. Na grafice są cztery probówki wypełnione barwnymi roztworami. Każda jest opisana jonami, które zabarwienie warunkują. Żółta:

{C r O}_{4}^{2 -}

Pomarańczowa:

{C r}_{2} O_{7}^{2 -}

Zielona:

{M n O}_{4}^{2 -}

Ciemnofioletowa:

{M n O}_{4}^{-}

Ważne!

Analizując barwy roztworów, należy mieć na względzie, że obecność kilku jonów barwnych w analizowanej próbce sprawia, że obserwowana barwa roztworu jest wynikiem nałożenia się barw wywoływanych przez obecne w nim drobiny. Przykładowo, podczas wykonywania analizy jakościowej, poza zmianą zabarwienia roztworu, możemy zaobserwować: wytrącenie białych lub barwnych osadów w reakcjach z odpowiednimi związkami chemicznymi, 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 3 części:

służącą do wykrywania kationu;
służącą do wykrywania anionu;
będącą rezerwą w przypadku konieczności wykonania dodatkowych prób.

RCGaIQKWKlq4H1

Ilustracja przedstawia cztery probówki. Od pierwszej, wypełnionej roztworem o różowej barwie, opisanej jako: próbka pierwotna, próbka analizy, poprowadzono trzy strzałki do trzech kolejnych probówek z różowym roztworem. W porównaniu do próbki pierwotnej jest w nich po jednej trzeciej różowego roztworu. Pierwszą probówkę podpisano: do analizy kationów, drugą - do analizy anionów, trzecią - na wszelki wypadek. — Analiza jakościowa
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑yellow

Podział anionów na grupy analityczne

R8S9lnLCcepdD1

Mapa myśli. Lista elementów:

Nazwa kategorii: GRUPY ANIONÓW

Nazwa kategorii: Grupa I

Nazwa kategorii: chlorkowy ${Cl}^{-}$
Nazwa kategorii: bromkowy Br indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: jodkowy I indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: tiocyjanianowy SCN indeks górny - koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa II

Nazwa kategorii: siarczkowy S indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: octanowy (etanowy) CH indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego COO indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: azotanowy(III) NO indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego indeks górny - koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa III

Nazwa kategorii: węglanowy CO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: szczawianowy (etanodiowy) C indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego O indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego inaczej (COO) indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: siarczanowy(IV) SO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa IV

Nazwa kategorii: ortofosforanowy(V) PO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 3- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: chromianowy(VI) CrO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: dichromianowy(VI) Cr indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego O indeks dolny 7 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa V

Nazwa kategorii: azotanowy(V) NO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: manganianowy(VII) MnO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny - koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa VI

Nazwa kategorii: siarczanowy(VI) SO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa VII

Nazwa kategorii: krzemianowy(IV) SiO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Mapa myśli. Lista elementów:

Nazwa kategorii: GRUPY ANIONÓW

Nazwa kategorii: Grupa I

Nazwa kategorii: chlorkowy ${Cl}^{-}$
Nazwa kategorii: bromkowy Br indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: jodkowy I indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: tiocyjanianowy SCN indeks górny - koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa II

Nazwa kategorii: siarczkowy S indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: octanowy (etanowy) CH indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego COO indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: azotanowy(III) NO indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego indeks górny - koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa III

Nazwa kategorii: węglanowy CO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: szczawianowy (etanodiowy) C indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego O indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego inaczej (COO) indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: siarczanowy(IV) SO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa IV

Nazwa kategorii: ortofosforanowy(V) PO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 3- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: chromianowy(VI) CrO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: dichromianowy(VI) Cr indeks dolny 2 koniec indeksu dolnego O indeks dolny 7 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa V

Nazwa kategorii: azotanowy(V) NO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny - koniec indeksu górnego
Nazwa kategorii: manganianowy(VII) MnO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny - koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa VI

Nazwa kategorii: siarczanowy(VI) SO indeks dolny 4 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Nazwa kategorii: Grupa VII

Nazwa kategorii: krzemianowy(IV) SiO indeks dolny 3 koniec indeksu dolnego indeks górny 2- koniec indeksu górnego

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podstawą podziału na grupy analitycznegrupa analitycznagrupy analityczne jest podobny wynik odpowiedniej reakcji chemicznej. Podział anionów jest oparty na różnicach w zachowaniu się anionów względem jonów ${Ag}^{+}$ i ${Ba}^{2 +}$ oraz o fakt, czy ewentualnie uzyskane osady soli srebra( $I$ ) i baru są roztwarzane w kwasie azotowym( $V$ ).

Kryteria przyporządkowania anionów do grup analitycznych.

R1JVLgdrapIne

I grupa Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie osadu z

{Ag}^{+}

oraz jego nieroztwarzalność w

{HNO}_{3}

o stężeniu

2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

., II grupa Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie osadu z

{Ag}^{+}

oraz jego roztwarzalność w

{HNO}_{3}

o stężeniu 2

\frac{mol}{{dm}^{3}}

"na gorąco"., III grupa Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie białego osadu z

{Ag}^{+}

oraz jego roztwarzalnośc w

{HNO}_{3}

o stężeniu

2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

, ale także uzyskanie białych osadów w reakcji z

{BaCl}_{2}

oraz jego roztwarzalnośc w

{HNO}_{3}

o stężeniu

2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

., IV grupa Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest strącanie barwnego osadu z

{Ag}^{+}

oraz jego roztwarzalnośc w

{HNO}_{3}

o stężeniu

2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

, ale także uzyskanie osadów w reakcji z

{BaCl}_{2}

oraz jego roztwarzalnośc w

{HNO}_{3}

o stężeniu

2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

., V grupa Nie dają osadu z odczynnikami grupowymi:

{AgNO}_{3}

{BaCl}_{2}

., VI grupa Kryterium zakwalifikowania do tej grupy jest uzyskanie osadów w reakcji z

{BaCl}_{2}

oraz ich nieroztwarzalnośc w

{HNO}_{3}

o stężeniu

2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Rodzaj anionu	Sposób postępowania	Wynik		Wniosek
aniony strącane przez jony ${Ag}^{+}$	badana próbka (obojętna) $+$ ${AgNO}_{3}$	osad nieroztwarzalny w rozcień. ${HNO}_{3}$	biały	${Cl}^{-}$ , ${CN}^{-}$ , ${SCN}^{-}$
		osad nieroztwarzalny w rozcień. ${HNO}_{3}$	barwny	${Br}^{-}$ (żółtawy), $I^{-}$ (żółty), $S^{2 -}$ (czarny)
		osad roztwarzalny w rozcień. ${HNO}_{3}$	biały	${SO}_{3}^{2 -}$ , $S_{2} O_{3}^{2 -}$ , ${NO}_{2}^{-}$ , ${CO}_{3}^{2 -}$ , $C_{2} O_{4}^{2 -}$ , ${CH}_{3} {COO}^{-}$ , $C_{4} H_{4} O_{6}^{2 -}$
		osad roztwarzalny w rozcień. ${HNO}_{3}$	barwny	${SiO}_{3}^{2 -}$ (żółty), ${PO}_{4}^{3 -}$ (żółty), ${AsO}_{3}^{3 -}$ (żółty), ${AsO}_{4}^{3 -}$ (brązowy), ${CrO}_{4}^{2 -}$ (czerwonobrunatny), ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ (czerwonobrunatny)
aniony strącane przez jony ${Ba}^{2 +}$	badana próbka (obojętna) $+$ ${BaCl}_{2}$	osad	biały	$F^{-}$ , ${SO}_{4}^{2 -}$ , ${SO}_{3}^{2 -}$ , ${PO}_{4}^{3 -}$ , ${CO}_{3}^{2 -}$ , $C_{2} O_{4}^{2 -}$ , ${AsO}_{4}^{3 -}$ , $S_{2} O_{3}^{2 -}$ , $C_{4} H_{4} O_{6}^{2 -}$ (nie zawsze osad)
aniony strącane przez jony ${Ba}^{2 +}$	badana próbka (obojętna) $+$ ${BaCl}_{2}$	osad	barwny	${CrO}_{4}^{2 -}$ (żółty), ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ (żółty)
aniony lotnych kwasów	badana próbka $+$ rozcieńczony $HCl$ $+$ $H_{2} {SO}_{4}$	wydzielanie gazu		${CO}_{3}^{2 -}$ , ${SO}_{3}^{2 -}$ , ${NO}_{2}^{-}$ , $S_{2} O_{3}^{2 -}$
aniony lotnych kwasów	badana próbka $+$ rozcieńczony $HCl$ $+$ $H_{2} {SO}_{4}$	charakterystyczny zapach		${CN}^{-}$ , ${CH}_{3} {COO}^{-}$ , $S^{2 -}$
aniony o właściwościach utleniających	badana próbka $+$ rozcieńczony $H_{2} {SO}_{4}$ $+$ $2 %$ $KI$ (kroplami) $+$ skrobia	niebieskie zabarwienie roztworu od $I_{2}$		${ClO}_{4}^{-}$ , ${ClO}_{3}^{-}$ , ${NO}_{2}^{-}$ , ${NO}_{3}^{-}$ , ${CrO}_{4}^{2 -}$ , ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ , ${MnO}_{4}^{-}$ , ${AsO}_{4}^{3 -}$
aniony o właściwościach redukujących	badana próbka $+$ rozcieńczony $H_{2} {SO}_{4}$ $+$ ${KMnO}_{4}$ (kroplami)	natychmiastowe odbarwienie roztworu ${KMnO}_{4}$ (redukcja do Mn( $IV$ ) lub Mn( $II$ ))		${Br}^{-}$ , $I^{-}$ , ${NO}_{2}^{-}$ , ${SO}_{3}^{2 -}$ , $S_{2} O_{3}^{2 -}$ , $S^{2 -}$ , ${SCN}^{-}$
aniony o właściwościach redukujących		odbarwienie roztworu ${KMnO}_{4}$ po ogrzaniu		${Cl}^{-}$ , $C_{2} O_{4}^{2 -}$ , ${CN}^{-}$ , ${AsO}_{3}^{3 -}$ , $C_{4} H_{4} O_{6}^{2 -}$

bg‑yellow

Analiza anionów

Badanie 1

RuIqpJpzBOyc4

R1bXaACKwNgxh

Badanie 2

R1VS1GgHxTi6s

RpHKeyXrSGKd2

Badanie 3

RCDN24UW1dlyc

RKdktHUDoNh7C

Słownik

chemia analityczna

dział chemii, który zajmuje się analizą związków chemicznych i mieszanin. Dzieli się na analizę ilościową, jakościową i strukturalną. Posiada duże znaczenie również w naukach, takich jak: geologia, mikrobiologia, medycyna itd.

analiza chemiczna ilościowa

analiza, której celem jest ustalenie składu ilościowego substancji, np. zawartość procentowa poszczególnych składników substancji. Poprzedza ją analiza jakościowa, ponieważ w pierwszej kolejności należy stwierdzić, jakie pierwiastki wchodzą w skład analizowanej substancji

analiza chemiczna strukturalna

analiza, której celem jest ustalenie struktury badanego związku chemicznego - składu atomów i sposobu ich połączenia między sobą

analiza wybiórcza jonów

analiza wykrywania wybranych jonów w roztworach, polegająca na wykorzystaniu reakcji, charakterystycznych dla danego jonu. Za jej pomocą nie jest możliwa analiza każdego z jonów, ponieważ reakcji specyficznych jest niewiele

analiza systematyczna jonów

analiza, której celem jest rozdzielenie i zaszeregowanie jonów obecnych w roztworze do poszczególnych grup analitycznych, a następnie przeprowadzenie odpowiednich reakcji charakterystycznych

reakcja charakterystyczna

reakcja chemiczna stosowana w chemii analitycznej, umożliwiająca stosunkowo prostą identyfikację określonego indywiduum chemicznego (np. jon, grupa funkcyjna). Przykładem reakcji charakterystycznej jest zmiana zabarwienia substancji Y, powstająca w wyniku działania na nią substancją X

grupa analityczna

grupa, w której dane jony (kationy, aniony) zachowują się podobnie w obecności danego odczynnika w określonych warunkach eksperymentalnych

roztwór prosty

roztwór zawierający jedną sól lub jeden kwas lub zasadę

roztwór złożony

roztwór zawierający więcej niż jedną sól lub jeden kwas lub zasadę

roztwarzanie

reakcja chemiczna przechodzenia substancji do roztworu. W przeciwieństwie do rozpuszczania, nie powoduje odzyskania substancji wyjściowej w wyniku procesu odparowania rozpuszczalnika

związek kompleksowy

związek chemiczny zawierający atom lub jon centralny otoczony ligandami (grupy lub jony związane z atomem lub jonem centralnym)

Bibliografia

Dąbrowska B. E., Ćwiczenia z podstaw chemii i analizy jakościowej, pod. red. A. Reizer, Kraków 2000.

Kocjan R., Chemia analityczna. T. 1. Analiza jakościowa. Analiza ilościowa klasyczna, Warszawa 2000, wyd. 1.

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.

Bartynowska‑Meus., Analiza jakościowa jonów, wersja popr. Paweł Miśkowiec, Barbara Krajewska, Kraków 1994, http://www2.chemia.uj.edu.pl/%7Emiskowie/analiza_jakosciowa.pdf, dostęp: 20.10.2021.

Pracownia nr 3. Analiza jakościowa anionów. Zagadnienia do kartkówki, http://www.wis.pollub.pl/files/skrypty/pliki_chemia09/chemia_skrypt_cz2.pdf, dostęp: 20.10.2021.

Wprowadzenie

Wirtualne laboratorium – I

Procedura ogólna analizy jonów

Podział anionów na grupy analityczne

Kryteria przyporządkowania anionów do grup analitycznych.

Analiza anionów

Słownik

Bibliografia