정성분석

미지의 용액에 여러 가지 금속 이온의 혼합물이 포함되어 있으면 정성 분석이라고 하는 체계적인 선택적 침전을 통해 이온들을 식별할 수 있습니다. 분석의 각 단계에서 서로 다른 침전 시약을 첨가합니다. 이런 시약들은 일부 양이온을 불용성 염으로 선택적으로 침전시켜 제거할 수 있지만 다른 양이온들은 계속 용액에 남아 있습니다.수용액에는 일반적으로 생기는 22가지의 양이온이 있으며 이 양이온들은 불용성 염의 용해성 생성물을 기준으로 5개 그룹으로 나눌 수 있습니다. 그룹 1 양이온은 불용성 염화물을 형성하는 금속 이온입니다. 대부분의 염화염은 물에 용해됩니다.따라서 금속 이온의 수용액을 6몰의 염산으로 처리하여 생기는 침전물은 은, 납, 또는 수은과 같은 그룹 1의 금속 이온을 나타낼 것입니다. 침전물이 없으면 용액에 그룹 1 양이온이 재하지 않음을 나타냅니다. 그런 다음 이 혼합물을 원심분리하거나 여과하여 고체 침전물과 수용성 상등액을 분리합니다.다음으로 산성 상등액을 통해 황화수소 기체 거품이 납니다. 금속 이온과 황화수소가 반응하여 금속 황화물과 양성자를 생성합니다. 이전 단계에서 염산이 첨가되었기 때문에 농도가 높은 양성자는 평형을 반응물 쪽으로 이동시킵니다.따라서 산성 조건에서는 불용성 황화물 염을 성하는 그룹 2의 금속 이온만 침전하는 반면 용해성이 약간 더 높은 다른 금속 황화물은 용액에 남아 있습니다. 다음으로 염기 불용해성 황화물과 수산화물로 구성된 그룹 3의 양이온이 침전됩니다. 이전 단계에서 수산화나트륨이 상등액에 첨가되어 염기성 조건이 설정됩니다.이로부터 금속 황화물 침전 반응에서 양성자를 소모하면서 평형은 생성물 방향으로 이동합니다. 그 결과 산성 조건에서 용해되었던 많은 금속 황화물은 더는 용해되지 않고 침전물을 형성합니다. 또한 철, 알루미늄, 크롬과 같이 불용성 수산화물을 형성하는 금속 이온은 용액 밖으로 침전합니다.이 혼합물이 분리될 때 알칼리 및 알칼리 토금속 이온만 용액에 남아 있습니다. 그룹 4의 양이온을 구성하는 알칼리 토금속은 불용성 인산염을 형성합니다. 염기성 상등물질에 인산수소이암모늄을 첨가하면 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬 이온이 침전됩니다.이 단계에서 가만히 따른 액체에는 그룹 5 양이온이 포함됩니다. 이러한 양이온들은 불용성 염을 형성하지 않으며 따라서 개별적으로 식별해야 합니다. 이전 단계의 용액에 수산화나트륨을 첨가할 때 암모니아 특유의 냄새가 나는 기체가 방출된 경우 혼합물에 암모늄 이온이 존재했음을 뜻합니다.나트륨 및 칼륨 이온은 불꽃 반응으로 식별할 수 있습니다. 나트륨 이온은 밝은 노란색 불꽃을 내지만 칼륨 이온은 보라색 불꽃을 냅니다.