Ποιοτική Ανάλυση Αλατιού:Αρχές &Τεχνικές

Ανάλυση αλάτων είναι ο διαχωρισμός διακριτών ανιόντων και κατιόντων σε ανόργανα άλατα και η ταυτοποίηση αυτών. Για την περιγραφή αυτής της μεθόδου χρησιμοποιείται ποιοτική ανάλυση διαλυμένων αλάτων ή συστηματική ποιοτική ανάλυση. Τα ανόργανα άλατα διαχωρίζονται σε διαφορετικά ιόντα χρησιμοποιώντας διάφορες εργαστηριακές διαδικασίες και υποβάλλοντας τις ενώσεις σε διάφορες δοκιμές για να διαπιστωθεί εάν υπάρχουν ή όχι συγκεκριμένα ιόντα στο διάλυμα.

Η Ανάλυση αλάτων επιτυγχάνεται βασιζόμενη στα αποτελέσματα για την επικύρωση της παρουσίας ή απουσίας ορισμένων κατιόντων και ανιόντων. Για τον προσδιορισμό του ανιόντος του άλατος, πραγματοποιείται προκαταρκτική δοκιμή για ανιόντα ανά ομάδα. Μετά από μια θετική προκαταρκτική δοκιμή για ένα ανιόν, απαιτείται μια επιβεβαιωτική δοκιμή για να διασφαλιστεί ότι το ανιόν υπάρχει στο άλας. Πρέπει να εκτελέσετε μια προκαταρκτική δοκιμή κατιόντων στην ανάλυση αλάτων για να ελέγξετε για την παρουσία διαφόρων κατιόντων στο ανόργανο αλάτι. Αυτό γίνεται με τον ίδιο τρόπο που γίνεται η πρώιμη δοκιμή για ανιόντα. 

Πώς να αναλύσετε το αλάτι 

• Προσδιορίστε πόσο αλάτι θέλετε να βάλετε στην εξέταση.
• Προσδιορίστε ποια ομάδα ανιόντων υπάρχει στο NaCl, που σημαίνει αλάτι. Η εύρεση μιας μεγάλης ομάδας ιόντων για τις περισσότερες από αυτές τις μελέτες είναι απλή, καθώς υπάρχει μια τυπική επανάληψη σε ομάδες που οδηγεί σε θετικό αποτέλεσμα δοκιμής.
• Μόλις εντοπίσετε μια ομάδα, δοκιμάστε την ισχύ κάθε ανιόντος μέσα σε αυτήν.
• Πραγματοποιήστε την ίδια δοκιμή ομάδας προς ομάδα για κατιόντα που πραγματοποιήσατε για ανιόντα.
• Μόλις προσδιορίσετε μια ομάδα, δοκιμάστε την ισχύ κάθε κατιόντος σε αυτήν την ομάδα.
• Όταν ανακαλύπτονται και συντίθενται κατιόν και ανιόν, δημιουργείται ένας χημικός τύπος που καταγράφει το σθένος κάθε ιόντος.
• Για παράδειγμα, εάν το κατιόν είναι Fe3 + και το ανιόν είναι Cl-, το τελικό προϊόν του άψυχου άλατος θα είναι FeCl3.
• Δεν είναι ασυνήθιστο να ανακαλυφθούν αρχικά ανιόντα. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε την αλληλουχία με την οποία λαμβάνεται κάθε ιόν. Κάθε ιόν έχει μια ξεχωριστή αντίδραση σε μια πρόσθετη χημική ουσία σε μια επιβεβαιωτική δοκιμή, όπως η ανάπτυξη ενός ιζήματος. 

Χρώματα που σχετίζονται με μερικά από τα πιο συχνά κατιόντα 

Κατά την ανάλυση του άλατος, ακολουθεί το διάγραμμα ανάλυσης αλατιού των διαφορετικών χρωμάτων που σχετίζονται με τα κατιόντα: 

Χρώμα αλατιού

Παρόν κατιόν

Σκούρο πράσινο ή μωβ

Cr3+

Βαθύ μπλε

Co2+

Κίτρινο ή κιτρινωπό-καφέ

Fe3+

Απαλό ροζ

Mn2+

μπλε

Cu2+

Εάν το αλάτι είναι άχρωμο, το πρώτο βήμα είναι η διεξαγωγή δοκιμής φλόγας (καθώς η παρουσία 3 διαφορετικών κατιόντων μπορεί να επιβεβαιωθεί από αυτό). Για να κάνετε τη δοκιμή φλόγας πιο βολική, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε υποδοχές δοκιμαστικού σωλήνα για να συγκρατήσετε ένα κομμάτι αλάτι, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να εκτεθεί στη φλόγα ενός καυστήρα Bunsen.

Αφού κάνετε μια δοκιμή φλόγας (ή οπτική εξέταση) και αποτύχετε να αποκτήσετε καμία εικόνα για το κατιόν, θα πρέπει να πραγματοποιήσετε προκαταρκτική δοκιμή για κατιόντα σε κάθε ομάδα ξεχωριστά. Όπως φαίνεται παρακάτω, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ορισμένα κατιόντα δεν σχηματίζουν άλατα με ορισμένα ανιόντα.

Τα Ba2+, Sr2+, Pb2+ και Ca2+ δεν συνδυάζονται με το θειικό ανιόν για να δημιουργήσουν άλατα (SO42-).

Όταν συνδυάζονται με το φωσφορικό ανιόν, μόνο τα κατιόντα από τις ομάδες 0, 1 και 2 παράγουν άλατα (PO43-).

Εάν βρείτε ένα από αυτά τα κατιόντα στην ανάλυση άλατος, δεν θα χρειαστεί να εκτελέσετε περαιτέρω δοκιμές για να προσδιορίσετε εάν υπάρχουν ή όχι τα σχετικά ανιόντα.

Τέλος, ορισμένα άλατα είναι ιδιαίτερα διαδεδομένα σε μελέτες ανάλυσης αλάτων και περιλαμβάνουν τα εξής:Το CaCl2 είναι το πιο συχνό άλας χλωριούχου νατρίου που έχει το βρωμιούχο ιόν (Br–), ενώ το NH4Br είναι το πιο κοινό χλωριούχο άλας που περιέχει το κατιόν ασβεστίου (Ca2+), για να αναφέρουμε μερικά παραδείγματα. Επιπλέον, ορισμένα άλατα μπορούν να διακρίνονται από την υφή και την εμφάνιση των κρυστάλλων τους (για παράδειγμα, το ανθρακικό ασβέστιο έχει την υφή της κιμωλίας σε σκόνη). Για το λόγο αυτό, η επίσκεψη στο εργαστήριο της χημείας σας και η οπτική θέαση των αλάτων μπορεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε γρήγορα την ταυτότητα του άλατος κατά την πρακτική αξιολόγηση. 

Προϊόν με κοινή δράση ιόντων και διαλυτότητα

Ένα φαινόμενο που εμφανίζεται όταν δύο ενώσεις που και οι δύο ιονίζονται για να παράγουν το ίδιο (κοινό) ιόν εμπλέκονται σε μια χημική ισορροπία αναφέρεται ως φαινόμενο κοινού ιόντος.

Είναι λιγότερο διαλυτό στο νερό όταν διαλύεται σε διάλυμα που περιλαμβάνει ένα ιόν παρόμοιο με αυτό του άλατος που διαλύεται μέσα. Για παράδειγμα, εάν ένα διάλυμα χλωριούχου νατρίου προστεθεί σε ένα εναιώρημα χλωριούχου αργύρου στο νερό, η διαλυτότητα του χλωριούχου αργύρου στο νερό μειώνεται.

Προϊόν που σχετίζεται με τη διαλυτότητα

Μια έκφραση για τη σταθερά ισορροπίας διαλυτότητας του άλατος αποτελείται από το γινόμενο των συγκεντρώσεων των ιόντων, με κάθε συγκέντρωση να αυξάνεται σε ισχύ ίση με τον συντελεστή αυτού του ιόντος στην ισορροπημένη εξίσωση για την ισορροπία διαλυτότητας.

• Η καθίζηση συμβαίνει όταν το ιοντικό προϊόν υπερβαίνει το προϊόν διαλυτότητας.
• Εάν το ιοντικό προϊόν είναι μεγαλύτερο από το προϊόν διαλυτότητας, δεν προκύπτει καθίζηση.

Ανάλυση νιτρικού άλατος μολύβδου

Λόγω της δημιουργίας διαλυτού νιτρικού μολύβδου, το μαύρο ίζημα PbS που δημιουργείται στην ομαδική ανάλυση διαλύεται σε 50 τοις εκατό νιτρικό οξύ. Ο θειικός μόλυβδος καθιζάνει όταν προστίθεται θειικό οξύ σε διαλυτό νιτρικό μόλυβδο.

Συμπέρασμα: 

Η προσέγγιση της ποιοτικής ανάλυσης της αναλυτικής χημείας χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της στοιχειακής σύνθεσης των ανόργανων αλάτων. Επικεντρώνεται κυρίως στην ανίχνευση ιόντων σε ένα υδατικό διάλυμα άλατος. Η ποσοτική και ποιοτική μέτρηση κατιόντων και ανιόντων που περιέχονται σε ένα ανόργανο άλας είναι γνωστή ως ανάλυση αλάτων. Η ανάλυση αλάτων συνεπάγεται διάφορες διαδικασίες που βοηθούν στην ταυτοποίηση του αλατιού και των ιόντων που το συστατικό. Υπό εργαστηριακές συνθήκες, το παρεχόμενο δείγμα άλατος υποβάλλεται σε διάφορες προκαταρκτικές και επιβεβαιωτικές δοκιμές για να βοηθήσει στη διαφοροποίηση και τον διαχωρισμό των ιόντων.