Аналитические группы ионов и Периодический закон Д. И. Менделеева

Любая аналитическая классификация ионов основана на их химических свойствах, обусловленных положением элемента в Периодической системе и электронным строением.

Аналитические классификации создавались на основе многолетнего опыта работы химиков-аналитиков, но по мере расширения и углубления теории химии появилась возможность их интерпретации с позиций Периодического закона.

Так, согласно сульфидной классификации в I аналитическую группу выделяются катионы, не имеющие группового реактива, – Li⁺, Na⁺, K⁺. Это катионы s¹-элементов с электронной структурой благородного газа, низкой относительной электроотрицательностью и малым радиусом. Большинство их солей растворимо в воде вследствие высокой полярности связи, близкой к ионной. В Периодической системе они располагаются в главной подгруппе I группы. К этой же аналитической группе относят ион аммония NH₄⁺, близкий к K⁺ по радиусу, и ион Mg²⁺, обладающий близкими свойствами с Li⁺.

Во II аналитическую группу выделяются катионы, осаждаемые карбонатом аммония в присутствии аммиачного буфера. Это катионы s²-элементов – Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺, которые располагаются в главной подгруппе II группы Периодической системы.

К III аналитической группе относятся катионы, которые под действием сульфида аммония в среде амммиачного буфера осаждаются в виде сульфидов или гидроксидов. Те катионы, которые осаждаются в виде гидроксидов, имеют законченные 2- или 8-электронные внешние уровни, как катионы I и II аналитических групп. Катионы
III группы, которые образуют нерастворимые сульфиды, имеют незаконченный уровень с числом электронов от 8 до 18. Катионы
IV и V групп имеют законченный 18-электронный уровень.

Таким образом, аналитические свойства катионов связаны с их положением в Периодической системе, и аналитические классификации логически вытекают из Периодического закона.

Надо отметить, что в любую аналитическую классификацию невозможно объединить ионы так, чтобы в одну аналитическую группу входили ионы, образованные элементами только одной группы Периодической системы. Причины этого следующие:

ü некоторые элементы образуют различные катионы, например, Fe³⁺ и Fe²⁺, Нg²⁺ и Нg₂²⁺, Сu²⁺ и Сu⁺;

ü один и тот же элемент может образовывать и катионы, и анионы, например, Mn²⁺ и MnO₄^–, Сr³⁺ и Cr₂O₇^2–, CrO₄^2–.

Принципиальное различие в распределении элементов по группам Периодической системы Д. И. Менделеева и по аналитическим группам заключается в следующем. В основу распределения элементов по группам Периодической системы положены электронные конфигурации их атомов, а в основу распределения ионов по аналитическим группам – свойства их соединений.

Классификация методов анализа в зависимости
от величины пробы

В зависимости от массы пробы (m) или её объёма (V) различают следующие методы анализа.

1) Макроанализ (грамм-метод):

m = 1–10 г;

V = 10–100 мл.

Реакции проводят в обычных пробирках, химических стаканах. Осадки отделяют от раствора фильтрованием.

2) Полумикроанализ (сантиграмм-метод):

m = 0,05–0,5 г;

V = 1–10 мл.

Похож на макроанализ, но используют меньшие количества веществ, а осадки отделяют от раствора центрифугированием. В полумикроанализе применяют пробирочные реакции (см. с. 19).

3) Микроанализ (миллиграмм-метод):

m = 10^–3–10^–6 г;

V = 10^–1 – 10^–4 мл.

Используют капельные и микрокристаллоскопические реакции (см. с. 19).

4) Ультрамикроанализ (микрограмм-метод):

m = 10^–6 – 10^–9 г;

V = 10^–7 – 10^–10 мл.

Для проведения ультрамикроанализа требуется особое оборудование.

5) Субмикроанализ (нанограмм-метод):

m = 10^–9 – 10^–12 г;

V = 10^–7 – 10^–10 мл.

Для проведения субмикроанализа также требуется особое оборудование.

В настоящее время для проведения качественного химического анализа различных объектов используют полумикроанализ и микроанализ.

Поиск по сайту: