Kvalitativní analýza

stanovuje přítomnost iontů a kationtů
reakce pro jejich důkaz jsou vesměs snadné a rychle proveditelné
Neznámí vzorek
- látka, jejíž složení chceme zjistit
Činidlo
- látka, která umožňuje dokázat přítomnost některých iontů
- přidává se do neznámého vzorku
- skupinové činidlo
  - činidlo, které slouží pro důkaz některé z analytických tříd

Reakce

Specifické reakce
- jsou charakteristické pro určitý ion
- činidla, která dokazují přítomnost jednoho konkrétního iontu prakticky neexistují
  - používá se proto několik činidel pro jasnou determinaci
  - rušivý faktor
    - reakce iontů s činidli, které jsou neprůkazné
  - rušivé faktory je třeba znát
Selektivní reakce
- umožňují důkaz větší skupiny iontů
- vhodnou úpravou prostředí lze dokazovat i konkrétní ionty
Skupinové reakce
- umožňují důkaz určité skupiny iontů (analytické třídy)

Analýza kationtů

často se užívá sulfanové metody
dělí kationty do pěti tříd

Třídy kationtů

Třídy kationtů a jejich činidla
Třída/Podtřída	Činidla	Přklady kationtů
I.	Zředěná $H C l$	$A g^{+}$ , $P b^{2 +}$ , $H g_{2}^{2 +}$
II.a	$H_{2} S$ v kyselém prostředí, potom roztok $N a_{S} 2$ a $(N H_{4})_{2} S_{x}$	$C u^{2 +}$ , $H g^{2 +}$ , $C d^{2 +}$
II.b	$H_{2} S$ v kyselém prostředí, potom nic	$S n^{2 +}$
III.	$(N H_{4})_{2} S$ v prostředí $N H_{3}$ a $N H_{4} C l$	$F e^{2 +}$ , $F e^{3 +}$ , $N i^{2 +}$ , $Z n^{2 +}$ , $M n^{2 +}$
IV.	$(N H_{4})_{2} C O_{3}$ v prostředí s $N H_{3}$ a $N H_{4} C l$	$C a^{2 +}$ , $S r^{2 +}$ , $B a^{2 +}$
V.	žádné předchozí činidlo	$L i^{+}$ , $N a^{+}$ , $K^{+}$ , $M g^{2 +}$ , $N H_{4}^{+}$

Postup

Před zahájením

před zahajením analýzy provedeme pozorování
- u roztoků zkoumáme barvu nebo přítomnost sraženiny
- u krystalů zkoumáme jejich tvar
pevné látky se nejdříve převedou do roztoku
- je-li přítomná sraženina nebo nerozpustná složka, oddělíme ji a zkoumáme odděleně
než začneme provádět chemický rozbor, část neznámého vzorku odložíme

Důkaz amonného kationtu

nejdříve je třeba dokázat přítomnost amonného kationtu
- v dalším půběhu totiž budeme přidávat činidla obsahující amonný kation
dokazuje se Nesslerovým činidlem
- tetrajodidortuťnatan draselný - $K_{2} [H g I_{4}]$

Důkaz kationtů I. třídy

k neznámému vzorku přidáme zředěný roztok kyseliny chlorovodíkové
- je skuppinovým činidlem kationtů I. třídy
vznikne-li sraženina, oddělíme ji filtrací nebo centrifugací
sraženina bude směsí kationtů I. třídy
- dalšími reakcemi lze dokázat přítomnost konkrétních kationtů
filtrát ( $A$ ) je směsí kationtů vyšších tříd a pokračujeme s ním v analýze

Důkaz kationtů II. třídy

k $A$ přidáme roztok sulfanu v kyselém prostředí
- kyselé prostředí je zajištěno předchozím přidáním kyseliny chlorovodíkové
vznikne-li sraženina, oddělíme ji filtrací nebo centrifugací
sraženina bude směsí kationtů II. třídy
- ke sraženině se poté přidává roztok sulfidu sodného a polysulfidu amonného ( $(N H_{4})_{2} S_{x}$ )
- sloučeniny kationtu podtřídy II.a s roztokem neragují
  - oddělíme je filtrací
  - dalšími reakcemi lze dokázat přítomnost konkrétních kationtů
- filtrát bude směsí kationtů podtřídy II.b
  - dalšími reakcemi lze dokázat přítomnost konkrétních kationtů
filtrát ( $B$ ) je směsí kationtů vyšších tříd a pokračujeme s ním v analýze

Dukaz kationtů III. třídy

k $B$ přidáme amoniakální roztok chloridu amonného
srážení provedem přidáním roztoku sulfidu amonného ( $(N H_{4})_{2} S$ )
vznikne-li sraženina, oddělíme ji filtrací nebo centrifugací
**sraženina bude směsí kationtů III. třídy **
- dalšími reakcemi lze dokázat přítomnost konkrétních kationtů
filtrát $C$ je směsí kationtů vyšších tříd a pokračujeme s ním v analýze

Důkaz kationtů IV. třídy

k $C$ přidáme roztok uhličitanu amonného
vznikne-li sraženina, oddělíme ji filtrací nebo centrifugací
sraženina bude směsí kationtů IV. třídy
- dalšími reakcemi lze dokázat přítomnost konkrétních kationtů
filtrát bude směsí kationtů V. třídy
- dalšími reakcemi lze dokázat přítomnost konkrétních kationtů
konec analýzy

Důkazy

Důkaz kationtů I. třídy

všechny kationty tvoří s roztokem $H C l$ bílou nerozpustnou sraženinu
- $A g^{+} + C l^{-} ⟶ A g C l$
- $P b^{2 +} + 2 C l^{-} ⟶ P b C l_{2}$
- $H g_{2}^{2 +} + 2 C l^{-} ⟶ H g_{2} C l_{2}$

Důkaz $A g^{+}$

Metoda 1: přidání roztoku amoniaku
- $A g C l + 2 N H_{3} ⟶ [A g (N H_{3})_{2}] C l$
- po přidání kyseliny dusičné se komplex rozpadá na bílou sraženinu a dusičnou sůl
Metoda 2: přidání chromanu
- $2 A g^{+} + C r O_{4}^{2 -} ⟶ A g_{2} C r O_{4}$
- vzniká hnědočervená sraženina

Důkaz $P b^{2 +}$

Metoda 1: rozpuštění v horké vodě
Metoda 2: přidání chromanu
- vzniká žlutá sraženina
Metoda 3: přidání jodidu
- vzniká žlutá sraženina
- při přidání velkého množství jodidu se rozpouští za vzniku tetrajodidoolovnatanu

Důkaz $H g_{2}^{2 +}$

přidání roztoku amoniaku
- vzniká černé zbarvení
- $H g_{2} C l_{2} + 2 N H_{3} ⟶ H g + H g N H_{2} C l + N H_{4} C l$
- vzniká elementární rtuť, amid-chlorid rtuťnatý a chlorid amonný

Důkaz kationtů II. třídy

se sulfanem reagují v kyselém prostředí za vzniku nerozpustných sulfidů
- $M^{2 +} + S^{2 -} ⟶ M S$

Důkaz $C u^{2 +}$

Metoda 1: přidání vodného roztoku amoniaku
- přidáním malého množství amoniaku se vysráží hydroxid měďnatý, který je modrozelený
- přidáním nadbytku amoniaku se hydroxid rozpouští a vznikají modré kationty triamminměďnaté
Metoda 2: přidání alkalického hydroxidu
- vzniká hydroxid měďnatý
- při zahřání se rozpadá na černý oxid měďnatý Důkaz $H g^{2 +}$
Metoda 1: přidání roztoku jodidu draselného
- produktem je červená sraženina jodidu rtuťnatého
- po přídání nadbytku činidla se sraženina rozpouští za vzniku tetrajodidortuťnatých kationtů
Metoda 2: přidání alkalického hydroxidu
- produktem je žlutá sraženina oxidu rtuťnatého

Důkaz kationtů III. třídy

vznikají nerozpustné sulfidy
- $M^{2 +} + S^{2 -} ⟶ M S$
- $2 M^{3 +} + 3 S^{2 -} ⟶ M_{2} S_{3}$

Důkaz $F e^{2 +}$

přidání hexakynidoželeznatanů
- vznikají modré sraženiny - Turnbullova modř
- v soustavě vzniká najednou několik komplexních částic

Důkaz $F e^{3 +}$

Metoda 1: přidání hexakyanidoželeznatanů
- vznikají modré sraženiny - Berlínská modř
Metoda 2: přidání rhodanidu
- vzniká krvavě červné zbarvení

Důkaz $N i^{2 +}$

přidání alkalického hydroxidu
- vzniká světle zelný hydroxid nikelnatý

Důkaz $Z n^{2 +}$

přidání alkalického hydroxidu
- vzniká bílý hydroxid zinečnatý

Důkaz $M n^{2 +}$

přidání dusičnanu střibrného, kyseliny dusičné a zavedení varu
- vznikají fialové manganistany

Důkaz $A l^{3 +}$

zkouška III. třídy
- vzniká bílá sraženina hydroxidu hlinitého
- je-li ve směsi příliš mnoho hydroxidových aniontů, sraženina se rozpouští za zniku tetrahydroxidohlinitanů

Důkaz kationtů IV. třídy

s kyselinou uhličitou tvoří sraženiny
Metoda 1: přidání sádrové vody
- ionty se vysrážejí postupně
  - nejdřívé barnatý, po delší době strontnaté a vápenaté sraženinu nevytvoří
Metoda 2: přidání šťavelové kyseliny
- ionty se srážejí postupně
  - nejdříve vápenatý, po delší době strontnaté a barnaté sraženinu nevytvoří
Metoda 3: převedení na chloridy a provedení plamenové zkoušky

Důkaz kationtů V. třídy

Důkaz $N H_{4}^{+}$

provádí se na začátku Nesslerovým činidlem
vzniká žluté zbarvení nebo žlutá sraženina

Důkaz $M g^{2 +}$

Metoda 1: přidání hydrogenfosforečnanu sodného
- vzniká bílá sraženina hexahydrátu fosforečnanu ammonno-hořečnatého
Metoda 2: přidání alkalického hydroxidu
- bez přítomnosti amonných solí vzniká sraženina hydroxidu hořečnatého

Důkaz $L i^{+}, N a^{+}, K^{+}$

převedení na chloridy a porvedení plamenové zkoušky

Analýza aniontů

rozlišujeme tři analytické třídy
postup je obdobný jako u analýzy kationtů

Třidy aniontů

Třidy aniontů a jejich činidla
Třída	Činidlo	Reakce s činidlem	Příklady aniontů
I.a	$B a (N O_{3})_{2}$	sraženina barnaté soli je nerozpustná v _kyselině dusičné_	$S O_{4}^{2 -}$
I.b		sraženina barnaté soli je rozpustná v _kyselině dusičné_, ale je nerozpustná v _kyselině octové_	$S O_{3}^{2 -}, S_{2} O_{3}^{2 -}, F^{-}, C r O_{4}^{2 -}$
I.c		sraženina je rozpustná v obou zmíněných kyselinách	$C O_{3}^{2 -}, P O_{4}^{3 -}$
II.	$A g N O_{3}$	vzniká bilá sraženina	$C l^{-}, B r^{-}, I^{-}, S^{2 -}$
III.	žádné z předchozích činidel		$N O_{3}^{-}, N O_{2}^{-}$

Důkazy

Anionty I. a II. třídy

většinou tvoří sraženiny svých solí
- anionty II. třídy někdy tvoří komplexy
často se přeměňují na jiné anionty a způsobí změnu směsi

Anionty III. třídy

$N O_{3}^{-}$
- ke vzorku se přidává koncentrovaný roztok síranu železnatého
- směs se podvrství kyselinou sírovou
- na rozhraní vznikne hnědý kroužek
  - jeho zbarvení působí kation $[F e (H_{2} O)_{5} (N O)]^{2 +}$
    - kation pentaaqua-nitrosylželeznatý(2+)
$N O_{2}^{-}$
- dochází k oxidací jodidů
- výsledkem je modré zbarvení

Reakce

Analýza kationtů

Třídy kationtů

Postup

Před zahájením

Důkaz amonného kationtu

Důkaz kationtů I. třídy

Důkaz kationtů II. třídy

Dukaz kationtů III. třídy

Důkaz kationtů IV. třídy

Důkazy

Důkaz kationtů I. třídy

Důkaz Ag+

Důkaz Pb2+

Důkaz Hg22+

Důkaz kationtů II. třídy

Důkaz Cu2+

Důkaz kationtů III. třídy

Důkaz Fe2+

Důkaz Fe3+

Důkaz Ni2+

Důkaz Zn2+

Důkaz Mn2+

Důkaz Al3+

Důkaz kationtů IV. třídy

Důkaz kationtů V. třídy

Důkaz NH4+

Důkaz Mg2+

Důkaz Li+,Na+,K+

Analýza aniontů

Třidy aniontů

Důkazy

Anionty I. a II. třídy

Anionty III. třídy

Důkaz $A g^{+}$

Důkaz $P b^{2 +}$

Důkaz $H g_{2}^{2 +}$

Důkaz $C u^{2 +}$

Důkaz $F e^{2 +}$

Důkaz $F e^{3 +}$

Důkaz $N i^{2 +}$

Důkaz $Z n^{2 +}$

Důkaz $M n^{2 +}$

Důkaz $A l^{3 +}$

Důkaz $N H_{4}^{+}$

Důkaz $M g^{2 +}$

Důkaz $L i^{+}, N a^{+}, K^{+}$