Одноатомные и многоатомные заряженные частицы — ионы — классифицируют в зависимости от растворяемости солей и гидроксидов, которые они образуют.
Известны различные системы разделения ионов, например, сероводородная, кислотно-основная и т.д., знание всех этих методов позволяет применять в каждом конкретном случае наиболее подходящий. Все системы разделения имеют свои плюсы и минусы.
При использовании сероводородной системы приходится работать с сероводородом, имеющим неприятный запах, кроме того, образование коллоидных сульфидных осадков нарушает разделение катионов на группы.
В кислотно-основной системе возникает проблема разделения групп, в особенности, если концентрации различных катионов сильно различаются.
Сульфидная классификация катионов лежит в основе классического метода анализа катионов, при этом катионы разделяются на пять групп по различию растворимости их образований, таких как сульфиды, хлориды, карбонаты и гидроксиды.
Чтобы выявить катионы различных групп, необходимо провести следующую последовательность действий.
Во-первых, в исследуемый раствор добавляется разведенная соляная кислота, при этом ионы, принадлежащие к V группе, осаждаются в виде хлоридов. Осадок можно отделить.
Далее, если через оставшийся раствор пропустить газообразный H2S, то катионы IV группы выпадут в осадок в виде сульфидов. Отделив осадок, раствор нейтрализуют NH4OH и добавляют (NH4)2S, что вызывает осаждение сульфидов или гидроксидов катионов III группы.
Затем избыток (NH4)2S разрушается путем кипячения с уксусной кислотой и можно действовать на раствор (NH4)2CO3 , что дает выпадение катионов II группы в виде карбонатов, в растворе остаются катионы I группы.
Все свойства катионов, в том числе растворимость их солей и гидроксидов, которая лежит в основе классификации, определяются местоположением элементов в периодической системе. 2-х и 8-и электронный внешний ослабляет способность катионов к поляризации, такие катионы не образуют труднорастворимых сульфидов и принадлежат к I и II аналитическим группам.
Катионы с многоэлектронным внешним слоем являются сильными поляризаторами и сами легко поляризуются, поэтому образованные ими сульфиды малорастворимы и относятся к IV и V группам.
Из вышесказанного напрашивается вывод, что электронное строение атомов лежит в основе аналитической классификации катионов.
