Shrnutí na Srážecí reakce v analytické chemii

## Úvod Kvalitativní anorganická analýza je soubor postupů a reakcí sloužících k identifikaci přítomných iontů ve vzorku. Cílem je zjistit, které kationty a anionty jsou v roztoku přítomny. Tento materiál shrnuje systematické dělení iontů do skupin, skupinová činidla, selektivní reakce a praktické postupy pro práci v laboratoři. > Definice: Kvalitativní analýza je chemická metoda určená k zjištění identity látek (iontů) v neznámém vzorku na základě jejich charakteristických reakcí. ## Základní principy rozboru Rozbor obvykle probíhá v těchto krocích: 1. Převod vzorku do vhodného roztoku (rozpuštění, úprava pH). 2. Skupinové srážení (oddělení skupin kationtů a aniontů pomocí skupinových činidel). 3. Oddělení sraženin a rozpuštění pro další selektivní testy. 4. Selektivní reakce pro jednotlivé ionty ve skupinách. ### Proč se dělí ionty do skupin - Z důvodu omezené selektivity jednotlivých důkazů se nejprve oddělují skupiny iontů, které reagují obdobně se společným činidlem. - To umožňuje snazší a spolehlivější dokazování jednotlivých složek vzorku. > Definice: Skupinové činidlo je látka, která způsobí sražení celé skupiny iontů, jež pak lze oddělit a následně identifikovat. ## Kationty — sulfanový postup (přehled 5 tříd) Kationty se dělí podle reakcí se skupinovými činidly do pěti analytických tříd. | Třída | Skupinové činidlo | Příklady iontů | Poznámka | |---|---:|---|---| | 1. | HCl (zřídka) | $\ce{Ag+}$, $\ce{Hg2^{2+}}$, $\ce{Pb^{2+}}$ | Chloridy málo rozpustné ve vodě | | 2. A | $\ce{H2S}$ v kyselém prostředí | $\ce{Hg^{2+}}$, $\ce{Bi^{3+}}$, $\ce{Cu^{2+}}$, $\ce{Cd^{2+}}$ | Sulfidy nerozpustné v polysulfidu amonném | | 2. B | $\ce{H2S}$ v kyselém prostředí | $\ce{As^{3+}}$, $\ce{As^{5+}}$, $\ce{Sn^{2+}}$, $\ce{Sn^{4+}}$, $\ce{Sb^{3+}}$, $\ce{Sb^{5+}}$ | Sulfidy rozpustné v polysulfidu amonném (tvorba thiokomplexů) | | 3. | $\ce{(NH4)2S}$ (v přítomnosti $\ce{NH4Cl}$ a NH3) | $\ce{Ni^{2+}}$, $\ce{Co^{2+}}$, $\ce{Mn^{2+}}$, $\ce{Zn^{2+}}$, $\ce{Fe^{2+}}$ | Některé kationty srážejí hydroxidy (Fe^{3+}, Al^{3+}, Cr^{3+}) | | 4. | $\ce{(NH4)2CO3}$ v amoniaku | $\ce{Ca^{2+}}$, $\ce{Sr^{2+}}$, $\ce{Ba^{2+}}$ | Uhličitany alkalických zemin jsou nerozpustné | | 5. | — | $\ce{Mg^{2+}}$, $\ce{NH4+}$, $\ce{K+}$, $\ce{Na+}$, $\ce{Li+}$ | Nemají společné skupinové činidlo | ### Praktický postup při analýze kationtů - Přidáváme postupně skupinová činidla a sledujeme vznik sraženiny. - Sraženinu oddělíme (filtrace, odstřeďování) a následně testujeme její rozpuštěný podíl selektivními reakcemi. > Definice: Selektivní reakce je chemická reakce, která umožňuje identifikovat konkrétní iont ve směsi, často podle barvy sraženiny nebo charakteristického produktu. ## Anionty — dělení do tří skupin Anionty se dělí podle chování svých solí s baritými a stříbrnými ionty a podle toho, zda mají skupinové činidlo. | Skupina | Skupinové činidlo | Příklady aniontů | Poznámka | |---|---:|---|---| | 1. | $\ce{BaCl2}$ | $\ce{SO4^{2-}}$, $\ce{SO3^{2-}}$, $\ce{S2O3^{2-}}$, $\ce{CO3^{2-}}$, $\ce{PO4^{3-}}$, $\ce{BO3^{2-}}$, $\ce{CrO4^{2-}}$, $\ce{F-}$, $\ce{SiO3^{2-}}$ | Barité a většina stříbrných solí jsou nerozpustné | | 2. | $\ce{AgNO3}$ | $\ce{Cl-}$, $\ce{Br-}$, $\ce{I-}$, $\ce{CN-}$, $\ce{SCN-}$, $\ce{[Fe(CN)6]^{4-}}$, $\ce{[Fe(CN)6]^{3-}}$, $\ce{S^{2-}}$ | Stříbrné soli jsou nerozpustné; dělí se podle rozpustnosti v NH3 | | 3. | — | $\ce{NO2-}$, $\ce{NO3-}$, $\ce{ClO3-}$, $\ce{ClO4-}$, $\ce{MnO4-}$ | Nemají skupinové činidlo | ### Předběžné zkoušky pro anionty - Testy na oxidační a redukční vlastnosti vzorku. - Reakce s koncentrovanou $\ce{H2SO4}$ (uvolnění charakteristických plynů jako $\ce{SO2}$, $\ce{HCN}$, $\ce{H2S}$ nebo vznik reaktivního $\ce{HF}$). ## Selektivní reakce — příklady Níže jsou vybrané praktické reakce, které slouží k identifikaci konkrétních kationtů v rámci skupin. ### Důkaz olova ($\ce{Pb^{2+}}$) 1. Sraženina kationtů 1. třídy zřízená HCl se zahřeje s vodou a oddělí se rozpuštěný podíl. 2. Do horkého filtrátu přidáme $\c