Dr Ljiljana M. Babincev Kosovska Mitrovica Univerzitet u Prištini Fakultet tehničkih nauka Tehnološko inžinjerstvo

1. UNIVERZITET U PRIŠTINI
FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA
Tehnološko inženjerstvo
Dr Ljiljana M. Babincev
A N A L I T I Č K A H E M I J A
Kvalitativna i kvantitativna hemijska
analiza
P R A K T I K U M
sa teorijskim osnovama
Kosovska Mitrovica, 2013

2. „Nastava hemije ima najpreči zadatak da udesi
pojave tako, da se iz njih kao od sebe istaknu i
pojave oni veliki zakoni koje ova velika nauka ističe.
i da i najprostiji um sam bez ičije pomoći pozna
da prirodne pojave moraju svakad biti
uzročno vezane„.
Aleksa Stanojević (1865-1959)

3. UNIVERZITET U PRIŠTINI
FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA
Tehnološko inženjerstvo
Dr Ljiljana M. Babincev
A N A L I T I Č K A H E M I J A
Kvalitativna i kvantitativna hemijska analiza
P R A K T I KU M
Kosovska Mitrovica, 2013

4. PREDGOVOR
prvom izdanju
Ovaj praktikum namenjen je studentima II godine studijskog programa Tehnologija i III godine
studijskog programa Inženjerstvo zaštite životne sredine na Fakultetu tehničkih nauka,
Univerziteta u Prištini sa sedištem u Kosovskoj Mitrovici, za izvođenje eksperimentalnih vežbi
iz kvalitativne i kvantitativne hemijske analize u okviru predmeta Analitička hemija.
Sadržaj praktikuma prilagođen je novom nastavnom planu i programu eksperimentalne nastave
iz Analitičke hemije u kome je oko 50 %, od ukupnog fonda časova, posvećeno kvalitativnoj
hemijskoj analizi a 50 % kvantitativnoj hemijskoj analizi.
Osnovni cilj praktikuma je da studentima omogući uvid u klasične metode kvalitativne i
kvantitativne hemijske analize katjona i anjona. Uz postupke razdvajanja i dokazivanja
elemenata i jedinjenja data su i neka teorijska objašnjenja sa ciljem da se studenti osposobe za
samostalno izvođenje i razumevanje hemijske analize.
Za savladavanje teorijskih znanja koja prethode postupcima i principima eksperimentalnog rada
preporučuju se svi udžbenici iz literaturnog navoda u planu i program za navedeni predmet.
S posebnim poštovanjem zahvaljujem se Recenzentima, Prof. dr Lj. Rajaković i Prof. dr A.
Perić-Grujić hvala na kritičkim primedbam, kolegama sa katedre za tehnologiju za pokazano
interesovanje i ažuriranje ovog rukopisa.
Unapred se zahvaljujem svim korisnicima ovog praktikuma, kolegama i studentima na ukazanim
propustima i greškama, koje će biti korigovane u narednim izdanjima.
Autor

5. ,,Ako želiš da
budeš
uspešan
zacrtaj sebi
visoke
ciljeve”
Lj. Babincev
I
UVOD
,,Potcenjuj svoje
znanje i stručnost
jer ćeš
samo tako
učiti još više”
Lj. Babincev

6. Sadržaj

8. 8
Uvod
„analitička hemija, ili umetnost razlikovanja različitih supstanci i određivanja njihovih
sastavnih delova, zauzima istaknuto mesto u primeni nauke, jer omogućava davanje
odgovora na pitanja koja se postavljaju uvek kada se hemijski postupci primenjuju
u naučne ili tehničke svrhe. Izuzetna važnost analitičke hemije uzrok je činjenice
da se ona neprestalno neguje od samih početaka hemije, a zapisi, koji uglavnom
obuhvataju rezultate analitičkog rada, protežu se celom naukom”
Wilhelm Ostwald, 1894
1.1. Nomenklatura neorganskih jedinjenja
U osnovi svih hemijskih analiza su rastvori supstanci različitog porekla i sastava. Najčešće su te
supstance sastavljene od jedinjenja neorganskog ili organskog porekla. Kako se u toku ovog kursa
iz analitičke hemije vrše proučavanja u vodenim rastvorima neorganskih jedinjenja to se u ovom
poglavlju osvrt daje na nomenklaturu (nazive) tih hemijskih jedinjenja.
Osnove za formiranje imena nekog hemijskog jedinjenja:
 Jednoatomski anjoni imaju sufiks id. Primer: H‾
- hidrid.
 Ime jedinjanja koje čine katjon (pozitivno naelektrisan jon) i anjon (negativno naele-
ktrisan jon) sadrži prvo ime katjona a zatim ime anjona. Primer: NaCl - natrijum-hlorid
 Kod katjona koji imaju više različitih naelektrisanja, te vrednosti se naznačavaju stavljanjem u
zagrade. Primer: bakar(I) – kupro; bakar(II) – kupri; gvožđe(II) - fero jon, gvožđe(III) – feri
jon; olovo(II) – plumbo jon; olovo(IV) – plumbi jon; živa(I) – merkuro jon; živa(II) – merkuri
jon; kalaj(II) – stano jon; kalaj(IV) – stani jon.
 Poliatomski anjoni koji sadrže više atoma kiseonika sadrže sufiks it za niži i at za viši
sadržaj kiseonika. Primer: NO2
‾
– nitrit, NO3
2‾
– nitrat. Za atoma kiseonika vezane za hlor
koriste se još i prefiksi hipo i per. Primer: ClO‾
– hipohlorit, ClO4
‾
- perhlorat.
 Prefiks bi - se koristi za označavanje prisustva jednog vodoničnog jona. Primer: NaHCO3 -
natrijum-bikarbonat (natrijum vodonik karbonat).
 Broj atoma svakog elementa u molekulu označava se grčkim prefiksom: Primer: mono - 1; di –
2; tri – 3; tetra – 4; penta – 5; heksa – 6; hepta – 7; okta – 8; nona – 9; deka – 10.
*Prefiks mono - se retko koristi; kada nema prefiksa pretpostavlja se da je u molekulu prisutan
jedan atom tog elementa.
 Binarna jedinjenja koja sadrže dva nemetala imaju prefiks id. Primer: BCl3 - bor-trihlorid,
SO2 - sumpor-dioksid, N2O4 - diazot-tetroksid, CO - ugljen-monoksid, PCl5 - fosfor-
pentahlorid.
 Nazivi binarnih jedinjenja koja sadrže metal i nemetal zavise od toga da li metal, koji je
prisutan u jedinjenju ima konstantno ili promenljivo naelektrisanje. Katjoni sa konstantnim
naelektrisanjem su: Li+
, Na+
, K+
, Rb+
, Cs+
, Ag+
, Mg2+
, Ca2+
, Sr2+
, Ba2+
, Zn2+
, Cd2+
, Al3+
. Svi
drugi metali imaju promenljivo naelektrisanje. Primer: KCl - kalijum-hlorid; MgO -
magnezijum-oksid; Na2S - natrijum-sulfid; CaH2 - kalcijum-hidrid; LiBr - litijum-bromid
 Posle naziva metala u zagradu se stavlja rimski broj koji predstavlja naelektrisanje metalnog
jona: Primer: CuCl2 - bakar(II)-hlorid; FeO - gvoždje(II)-oksid; Fe2O3 - gvoždje(III)-oksid.
PRIMERI
 Napisati hemijske nazive za sledeća jedinjenja:
Na2HPO4 -

9. 9
Uvod
(NH4)2C2O4 -
NH4CH3COO -
Al2O3 -
Fe4(Fe(CN)6)3 -
[Ni(NH3)6]Cl -
 Napisati molekulske formule za sledeća jedinjenja: kalijum-permanganat; natrijum-hipohlorat;
kalijum-formijat; aluminijum-sulfat; olovo-sulfid.
1.2. Rastvori
Ravnomernim raspoređivanjem, dispergovanjem, jedne supstance u drugoj supstanci (ili homo-
genoj smeši) nastaje disperzni sistem (rastvor) koji čine najmanje dve komponente: disperziono
sredstvo i dispergovana supstanca (dispergovana faza). Broj supstanci koje se mogu dispergovati
u nekom disperznom sredstvu obično nije ograničen, tako da takvi sistemi mogu da budu i
višekomponentni.
Svojstva disperznih sistema su promenljiva i zavise od sastava i svojstava svih komponenata
sistema. Podela disperznih sistema može se izvršiti na različite načine, a najčešće se koriste
podele prema veličini čestica dispergovane faze i prema agregatnom stanju disperzionog sredstva
i dispergovane supstance. Veličina čestica dispergovane supstance koristi se kao kriterijum za
podelu disperznih sistema na:
 heterogene, grubo disperzne sisteme, kod kojih su čestice dispergovane supstance veće od
100 nm (suspenzije i emulzije, vidljive golim okom, ne prolaze kroz cedilo). Suspenzije su
heterogene smeše čvrste supstance dispergovane u tečnoj, i emulzije su heterogene smeše
tečne supstance dispergovane u drugoj tečnosti sa kojom se ne meša).
 homogene, fino disperzne sisteme, koje čine:
a) pravi (molekulski) rastvori kod kojih su čestice dispergovane supstance molekuli i
(ili) joni čija je veličina najčešće manja od 1 nm,
b) koloidni rastvori kod kojih su čestice dispergovane supstance veličine1-100 nm.
Pravi rastvori su homogene smeše u kojima je disperziono sredstvo obično u velikom višku u
odnosu na količinu dispergovane supstance, čije su čestice veličine molekula ili jona. Disperziono
sredstvo se naziva rastvaračem, a za dispergovanu supstancu se obično koristi naziv rastvorena
supstanca. Za rastvore se često kaže da su energetski postojani, homogeni hemijski sistemi, koji
nastaju pri interakciji rastvarača sa rastvorenom supstancom. Rastvori mogu da se sastoje od
jedne faze-monofazni sistemi, a mogu da sadrže rastvorenu supstancu gasovitog, čvrstog ili
tečnog agregatnog stanja. Kada se ne naznači o kakvom rastvoru je reč, obično se misli na rastvor
čvrste supstance u tečnosti, najčešće vodi. Voda je polarno jedinjenje (polarni rastvarači dobro
rastvaraju polarne, a nepolarni nepolarne supstance), u vodi se rastvaraju jonska i polarna
kovalentna jedinjenja. U vodi dolazi do disocijacije jonskih jedinjenja, a neka polarna kovalentna
jedinjenja grade jone pri rastvaranju u vodi (HCl, H2SO4).
U vodi se ne rastvaraju supstance sa malom polarnošću. Primer: hloroform-sa vodom gradi
dvofazni sistem, pošto voda ima manju gustinu, nalazi se na površini, gradi gornji sloj. Pri
rastvaranju u vodi jonskih jedinjenja (i nekih polarnih kovalentnih jedinjenja) dolazi do njihove
disocijacije. Jonska jedinjenja grade kristalnu rešetku sa naizmenično raspoređenim pozitivnim i
negativnim česticama. Polarni molekuli vode se orjentišu svojim negativnim (kiseoničnim)

10. 10
Uvod
krajem ka pozitivnoj čestici, a pozitivnim (vodoničnim)krajem prema negativnoj čestici. Privlačna
interakcija između jona i vode je velika, i pošto je veća nego privlačna interakcija između
pozitivnih i negativnih čestica u kristalnoj rešetki, dolazi do razgradnje kristalne rešetke.
Rastvorene čestice (joni) su u rastvoru okruženi molekulima vode i ovaj proces se naziva
HIDRATACIJA. Ako rastvarač nije voda, proces se naziva SOLVATACIJA (lat. solvens-
rastvarač). Organske supstance se u rastvorima nalaze u obliku molekula. Proces rastvaranja
ovakvih jedinjenja je, u suštini, identičan procesu rastvaranja jonskih jedinjenja. Proces
rastvaranja čvrstih supstanci praćen je TOPLOTNIM EFEKTOM. Rastvaranje se sastoji iz
razgradnje kristalne rešetke i hidratacije, pa je toplotni efekat posledica ovih procesa. Hidratacija
je egzoterman proces, a proces razgradnje kristalne rešetke je endoterman proces. Pri rastvaranju
čvrste supstance, toplota se ili oslobađa ili vezuje-reakcija rastvaranja može biti egzotermna ili
endotermna. Količina toplote koja se oslobodi ili veže pri rastvaranju čvrste supstance naziva se
toplota ili entalpija rastvaranja (∆sH)-predstavlja odnos entalpije hidratacije (∆hH˂0) i entalpije
razgradnje kristalne rešetke (∆IH˃0).
Primer: rastvaranje NH4Cl, ako je količina energije koja se utroši za razgradnju kristalne rešetke
veća od količine energije koja se oslobodi pri hidrataciji, ∆IH˃∆hH. Tada temperatura rastvora
opada, proces rastvaranja je egzoterman, (∆sH˂0.
Rastvaranje je najčešće endoterman proces i u tom slučaju rastvorljivost čvrstih supstanci raste sa
porastom temperature (L. Šateljeov princip).
Uporedo sa procesima rastvaranja, u rastvorima se odigrava i suprotan proces. Rastvorene čestice
(molekuli ili joni) dolaze u blizinu još nerastvorenog kristala, i vraćaju se na površinu kristala pod
uticajem privlačnih sila kristalne rešetke. Proces suprotan rastvaranju naziva se
KRISTALIZACIJA. U početku je brzina rastvaranja velika, ali kako raste broj rastvorenih čestica,
raste i brzina kristalizacije, sve dok ne nastupi ravnotežno stanje.
Jako plarni molekuli vode se često toliko vezuju za čestice rastvorene supstance, da pri ponovnoj
kristalizaciji ulaze u sastav kristala-grade kristalohidrate (primer: CuSO4·5H2O). Stajanjem na
vazduhu ili, još brže, zagrevanjem, kristalohidrati gube tu tzv. kristalnu vodu. Kristalohidrat koji
je potpuno izgubio vodu je anhidrovana supstanca (CuSO4).
Rastvor je zasićen kada se u jedinici vremena, na određenoj temperaturi, rastvori i iskristališe isti
broj čestica, pa se rastvorena supstanca nalazi u ravnoteži sa svojim kristalima. Zasićen rastvor, na
određenoj temperaturi, ne može da primi više supstance koja se rastvara (a da se ne poremeti
ravnoteža).
Ako rastvor sadrži, u istoj zapremini, više rastvorene supstance nego što odgovara zasićenom
rastvoru na određenoj temperaturi, nastaje presićen rastvor. Ovi rastvori su nestabilni-mešanjem
ili ubacivanjem kristalića mogu da pređu u ravnotežno stanje tj. U zasićen rastvor. Presićen
rastvor može da nastane laganim hlađenjem zasićenog rastvora.
Nezasićeni rastvor sadrži, u istoj zapremini, manje rastvorene supstance nego što odgovara
zasićenom rastvoru na određenoj temperaturi.
Rastvaranje čvrste supstance u vodi predstavlja jedan dinamičan proces koji obuhvata razgradnju
kristalne rešetke i hidrataciju, ali i suprotan proces ponovne izgradnje kristalne rešetke. Ta dva
procesa se nalaze u ravnoteži (dokaz su presićeni rastvori koji u jednom trenutku kristališu.

11. 11
Uvod
1.2.1. Izražavanje sastava rastvora
Postoji više načina za izražavanje sastava rastvora:
1. Koncentracija
 Količinska-broj molova rastvorene supstance u jedinici zapremine rastvora:
cA = , mol/dm3
 Masena-broj grama rastvorene supstance u jedinici zapremine (1 dm3
ili 1000 cm3
)
rastvora:
= , g/dm3
Primer: Kolika je koncentracija supstance i masena koncentracija rastvora koji u 250 cm3
sadrži
9,5 g MgCl2?
Rešenje: M(MgCl2) = 94 g/mol
9,5 g : 250 cm3
x g : 1000 cm3
= 38 g/dm3
1 mol : 94 g 0,1 mol : 250 cm3
x mol : 9,5 g x mol : 1000 cm3
x = 0,1 mol x = 0,4 mol
= 0,4 mol/dm3
2. Molalitet-broj molova rastvorene supstance u jedinici mase (1 kg) rastvarača:
b = , mol/kg
Primer: Koliki je molalitet u rastvoru dobijenom rastvaranjem 46 g glicerola C3H5OH3 u 100 g
vode?
M (C3H5OH3) = 92 g/mol
1 mol : 92 g
x mol : 46 g
x = 0,5 mol; = 0,5 mol; b = =
,
,
= 0,5 mol/kg
Udeo (frakcija)
 Maseni udeo, WA - odnos mase rastvorene supstance i ukupne mase rastvora.
 Molski udeo, - odnos količine rastvorene supstance i ukupne količine supstance u
rastvoru.
 Zapreminski udeo, - odnos zapremine rastvorene supstance i ukupne zapremine rastvora.
= , kg/kg; = , mol/mol; = , dm3
/dm3
Primer 1: Izračunati molsku i masenu frakciju u rastvoru dobijenom rastvaranjem 46 g glicerola u
100 g vode.

12. 12
Uvod
=
,
,
= 0,315 kg/kg M (glicerol) = 92 g/mol
92 g : 1 mol = 46 g ∶ x mol, x = 0,5 mol glicerola
18 g : 1 mol = 100 g : x mol, x = 5,55 mol vode
=
,
, ,
= 0,083 mol/mol
Primer 2: 5 cm3
etanola rastvoreno je u vodi i zapremina rastvora iznosi 250 cm3
. Kolika je
zapreminska frakcija
=
,
,
= 0,02 dm3
/dm3
3. Odnos (maseni, molski, zapreminski)
 Molski odnos, y-odnos količine rastvorene supstance i količine rastvarača.
 Zapreminski odnos, -odnos zapremine rastvorene supstance i zapremine rastvarača.
y = , mol/mol; = , dm3
/dm3
Primer: Izračunati molski odnos u rastvoru dobijenom rastvaranjem 46 g glicerola u 100 g vode?
M(glicerol) = 92 g/mol
92 g : 1 mol = 46 g ∶ x mol, x = 0,5 mol glicerola
18 g : 1 mol = 100 g : x mol, x = 5,55 mol vode
y =
,
,
= 0,09 mol/mol
 Procentna (masena) koncentracija, %-broj grama rastvorene supstance u 100 g rastvora,
Maseni % = ·100
 Molarna (količinska koncentracija), c-broj molova rastvorene supstance u 1 dm3
rastvora,
c = , mol/dm3
Primer: Odrediti molaritrt rastvora od 200 cm3
koji sadrži 19 g magnezijum hlorida.
M(MgCl2) = 95,2 g/mol
1 mol : 95,2 g = x mol : 19 g 0,200 mol : 200 cm3
x = 0,1996 ≈ 0,200 mol x mol : 1000 cm3
x = 1,000 mol/dm3
PRIMERI
 Odrediti molaritrt rastvora od 250 cm3
koji sadrži 3,8 g aluminijum sulfata.
 Koliko cm3
KMnO4 koncentracije 0,5 mol/dm3
potrebno za pripremanje 200 cm3
rastvora
koncentracije 0,1 mol/dm3
.
 Kolika je molarna koncentracija rastvora kalijum nitrata čija je masena koncentracija 10,1 g/dm3
.
M(K) = 39, M(N) = 14, M(O) = 16
 Koliko cm3
KMnO4 koncentracije 0,5 mol/dm3
potrebno za pripremanje 200 cm3
rastvora
koncentracije 0,1 mol/dm3
.
 Odrediti molaritrt rastvora od 250 cm3
koji sadrži 3,8 g aluminijum sulfata.

13. 13
Uvod
1.2.2. Teorija kiselina i baza
Sve supstance se, u odnosu na to da li provode električnu struju, dele na dve grupe:
 Elektroliti – supstance koje u vidu rastopa ili vodenih rastvora provode električnu struju
posredstvom jona. U elektrolite spadaju: kiseline, baze, soli, amfoterni elektroliti.
 Neelektroliti – supstance koje ne provode električnu struju (molekulski rastvori).
Elektroliti se rastvaranjem u vodi spontano razlažu (disosuju) na slobodne čestice – jone, koji se
pod dejstvom struje kreću ka polovima. Elektroliti su uglavnom jonska i jedinjenja sa polarnom
kovalentnom vezom.
Arenijusova teorija kiselina i baza:
Kiseline su jedinjenja koje disocijacijom u vodenim rastvorima daju kao pozitivne jone isključivo
vodonikove (H+
) ili hidronijum jone (H3O+
).
HA→ H+
+ A‾
, A‾
-negativan jon kiselinskog ostataka
H+
+ H2O → H3O+
-hidrinijum jon
Hidronijum jon je hidratisani H+
-jon, postoji u vodenom rastvoru ali se često zbog
pojednostavljenja zapisuje samo H+
.
Primeri: (monoprotonske kiseline) HCl → H+
+ Cl‾
HNO3 → H+
+ NO3
‾
HClO4 → H+
+ ClO4
‾
(diprotonske kiseline) H2SO4
1.stepen: H2SO4→ H+
+ HSO4‾
2.stepen: HSO4
‾
↔ H+
+ SO4
2‾
zbirno: H2SO4 → 2H+
+ SO4
2‾
Baze su jedinjenja koje disocijacijom u vodenim rastvorima daju hidroksilne jone (OH‾
) kao
jedine anjone.
MOH → M+
+ OH‾
, M+
-jedini pozitivan jon je jon metala.
Primeri: NaOH → Na+
+ OH‾
Ca(OH)2:
1.stepen: Ca(OH)2 → CaOH+
+ OH‾
2.stepen: CaOH+
→ Ca2+
+ OH‾
zbirno: Ca(OH)2 → Ca2+
+ 2OH‾
Reakcijom između kiselina i baza (acido-bazne reakcije) grade se odgovarajuće soli, a H3O+
i OH‾
interakcijom daju vodu: H+
Cl‾
+ Na+
OH‾
→ Na+
Cl‾
+ H2O; H3O+
+ OH‾
→ 2 H2O
*Ova teorija je nekompletna , objašnjava hemijske osobine kiselina i baza samo u vodenim rastvorima.
Protolitička teorija kiselina i baza (Brenšted – Lovrijeva, 1923)
Kiseline su jedinjenja koje mogu da daju proton ( proton donori). Baze su jedinjenja koje mogu
da prime protone ( proton akceptori )
KISELINA → BAZA + H+
BAZA + H+
→ KISELINA
HA + H2O ⇄ H3O+
+ A‾
K1 B2 K2 B1
B + H2O ⇄ BH+
+ OH‾
B1 K2 K1 B2

14. 14
Uvod
Kiseline otpuštanjem protona prelaze u bazu. Baza primanjem protona prelazi u kiselinu. Par
kiselina – baza naziva se konjugovan par. U protolitičkim reakcijama reaguju dva konjugovana
para (K1,B1 i K2B2). K1 otpušta proton i prelazi u konjugovanu B1, a B2 prima proton i prelazi u
konjugovanu kiselinu K2 (isto to važi i za drugu reakciju).
Konjugovani parovi: HA – kiselina, A‾
- konjugovana baza koja odgovara ovoj kiselini.
H2O – baza, H3O+
- konjugovana kiselina ove baze
B – baza, BH+
- konjugovana kiselina
H2O – kiselina, OH‾
-konjugovana baza
Ako je kiselina jaka, njena konjugovana baza je slaba i obrnuto; ako je baza jaka, njena
konjugovana kiselina je slaba.
Primeri:
1. HCl + H2O → H3O+
+ A‾
K1 B2 K2 B1
2. NH3 + H2O ⇌ NH4
+
+ OH‾
Protolitičke reakcije su reakcije primopredaje protona. To su acido-bazne reakcije, jer se
primopredaja protona vrši između koselina i baza. Koja će se supstanca u sistemu ponašati kao
kiselina, a koja kao baza zavisi od afiniteta prema protonu. Baza će, prema tome, biti veći
nukleofil, tj. supstanca koja ima veći afinitet ka nukleusu vodonikovog atoma.
Neke supstance mogu i da primaju i da otpuštaju protone, u zavisnosti od afiniteta prema protonu
supstance sa kojom reaguju. Za takve supstance kaže se da imaju amfoteran karakter, i nazivaju
se amfoliti ili amfoterni elektroliti. Voda je amfolit – ponaša se i kao kiselina i kao baza.
Amfoliti su i joni višebaznih kiselina, alkoholi i drugo.
Primer:
1. H2SO4 + H2O ⇆ H3O+
+ HSO4
‾
; HSO4
‾
+ H2O ⇆ H3O+
+ SO4
2‾
K1 B2 K2 B1 K1 B2 K2 B1
2. HCL + KOH ⇆ KOH2
‾
+ Cl‾
; H2O + KO‾
⇆ KOH + OH‾
K1 B2 K2 B1 K1 B2 K2 B1
3. Zn(OH)2(s) + 2HCl ⇆ ZnCl2 + 2H2O
baza
Zn(OH)2(s) + 2NaOH ⇆ Na2[Zn(OH)4]
kiselina natrijumtetrahidroksocinkat(II)
Amfoterni karakter pokazuju još: Pb(OH)2, Sn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Sb(OH)3, As(OH)3,
Sn(OH)4, i drugi.
Luisova teorija kiselina i baza
Kiseline su akceptori elektronskog para – elektrofili u koordinativno kovalentnom vezivanju.
Baze su donori elektronskog para – nukleofili u koordinativno kovalentnom vezivanju.
U odnosu na baze Luisova i protolitička teorija se poklapaju, baze su nukleofilne čestice (NH3,
H2O, F‾
, CN‾
), neutralni molekuli ili anjoni.

15. 15
Uvod
Luisova teorija proširuje definiciju kiselina – Luisove kiseline su elektrofilne čestice. Luisove
kiseline mogu biti: protoni, katjoni prelaznih metala, molekuli ili atomi koji imaju nekompletni
elektronski octet, molekuli sa višestrukom vezom između atoma različite elektronegativnosti.
Podela kiselina:
Prema jačini kiseline se dele na:
 Jake: HClO4, HNO3, HCl, H2SO4.
 Slabe: H2CO3, H2S, HCN, H3BO3, CH3COOH.
Prema broju protona koje daju disocijacijom kiseline se dele na:
 Monoprotonske (monobazne): HCl, HJ, HNO3, HClO4, HCN.
 Diprotonske (dvobazne): H2S, H2SO4, H2CO3.
 Triprotonske (trobazne): H3AsO3, H3PO4, H3BO3
Prema tome da li sadrže kiseonik kiseline se dele na:
 Oksikiseline: H2SO4, HNO3, H2CO3, HClO4.
 Binarne kiseline: HCl, HCN, H2S.
Podela baza:
Prema jačini baze se dele na:
 Jake: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.
 Slabe: Cu(OH)2, Fe(OH)3, NH3, amini.
Prema broju hidroksilnih grupa koje daju disocijacijom baze se dele na:
 Jednokisele: NaOH, KOH.
 Dvokisele: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Cu(OH)2.
 Trokisele: Fe(OH)3, Al(OH)3, Bi(OH)3.
Prema broju protona koje mogu da prime baze se dele na:
 Monoprotonske: NH3, HS‾
, RNH2.
 Poliprotonske: SO4
2‾
, CO3
2‾
.
Jačina kiselina i baza
Kiseline i baze su elektroliti, pravo merilo jačine elektrolita je konstanta disocijacije, Kd.
Konstanta disocijacija kiselina se naziva konstanta aciditeta, Ka; a konstanta disocijacije baza
konstanta bazičnosti, Kb. Što je konstanta veća, to je kiselina, odnosno baza jača. Disocijacija
slabih elektrolita u vodenim rastvorima je povratan proces na koji se može primeniti zakon o dejstvu
masa:
HA ⇆ H+
+ A‾
а =
[ ][ ‾]
[ ]
- konstanta disocijacije slabe kiseline.
MOH ⇆ M+
+ OH‾
=
[ ][ ‾]
[ ]
- konstanta disocijacije slabe baze
Konstanta disocijacije se ne menja sa promenom koncentracije rastvora, a zavisi od prirode
elektrolita i temperature rastvora. U odnosu na veličinu konstante disocijacije kiseline se dele na:
 Vrlo slabe, Ka ≤ 10‾7
mol/dm3
;
 Slabe, Ka ≤ 10‾2
mol/dm3
;
 Jake, Ka ≤ 1000 mol/dm3
;
 Vrlo jake, Ka > 1000 mol/dm3
.

16. 16
Uvod
Veza između konstante disocijacije i stepena disocijacije poznata kao Osvaldov zakon
razblaženja je:
=
·
C - molarna koncentracija, - stepen disocijacije
Kod izuzetno slabih elektrolita, kada → 0, onda konstanta disocijacije je:
K = C· α
Stepen disocijacije predstavlja broj molekula koji su disosovali u odnosu na ukupan broj molekula
u rastvoru.
=
Tabela I-1 Nazivi nekih kiselina, njihovih anjonskih delova i soli koje grade
Izračunavanje pH u rastvormia nekih elektrolita prikazano je u tabeli I-2.
Hemijske
oznake
kiselina
Nazivi kiselina
Kiselinski
ostatak
(anjonski deo)
Nazivi kiselinskih
ostataka
Nazivi soli koje
grade kiselinski
ostaci (anjoni)
HJ jodovodonična J‫־‬
jodid-jon jodidi
HBr bromovodonična Br‫־‬
bromid-jon bromidi
H2S sumporvodonična S2‫־‬
sulfid-jon sulfidi
H2SO3 sumporasta SO3
2‫־‬
sulfit-jon sulfiti
H2SO4 sumporna
HSO4
‫־‬
hidrogensulfat-jon hidrogensulfati
SO4
2‫־‬
sulfat-jon sulfati
HNO3 azotna NO3
‫־‬
nitrat-jon nitrati
HNO2 azotasta NO2
‫־‬
nitrit-jon nitriti
HCl hlorovodonična Cl‫־‬
hlorid-jon hloridi
HClO hipohlorasta ClO‫־‬
hipohlorat-jon hipohlorati
HClO2 hlorasta ClO2
‫־‬
hlorit-jon hloriti
HClO3 hlorna ClO3
‫־‬
hlorat-jon hlorati
HClO4 perhlorna ClO4
‫־‬
perhlorat-jon perhlorati
HMnO4 manganova MnO4
‫־‬
permanganat-jon permanganati
H2CO3
ugljena,
karbonatna
HCO3
-
bikarbonat-jon bikarbonati
H3PO4 fosforna
CO3
2‾
karbonat-jon karbonati
H2PO4
‫־‬
dihidrogenfosfat-
jon
primarni fosfati
H2CrO4 hromna
HPO4
2‫־‬
hidrogenfosfat-jon sekundarni fosfati
PO4
3‾
fosfat-jon fosfati
CrO4
2‾
hromat-jon hromati
H2Cr2O7 dihromna Cr2O7
2‫־‬
dihromat-jon dihromati
HCrO2 hromasta CrO2
2‫־‬
hromit-jon hromiti
CH3COOH sirćetna CH3COO‫־‬
acetat-jon acetati
HCN cijanovodonoična CN‫־‬
cijanid-jon cijanidi
H2C2O4 oksalna C2O4
2‾
oksalat-jon oksalati

17. 17
Uvod
Tabela I-2 Izračunavanje koncentracije [H30+
] i [OH‾
]-jona, ( pH vrednosti) u vodenim
rastvorima kiselina, baza i soli
JEDINJENJE
KONCENTRACIJA JONA,
[H3O+
] / OH‫־‬
]
Jake kiseline
Primer: HC1, H2SO4, HNO3
Jake baze
Primer: NaOH, KOH, Ba(OH)2
[H30+
] = · ·
[OH‫־‬
] = · ·
Slabe kiseline
a)Monoprotonske
Primer: CH3COOH, HCN, HCOOH
b)Poliprotonske kiseline
Primer: H3PO4, H2C2O4, H2S
[H30+
] = ·
[H30+
] = а ·
Slabe baze
Primer: NH3, N2H4 [OH‫־‬
] = ·
Soli
a) slabih kiselina i jakih baza
Primer: CH3COONa
b) slabih baza i jakih kiselina
Primer: NH4Cl
c) soli slabih kiselina i slabih baza
Primer: CH3COONH4
[OH‫־‬
] = ·
[H30+
] = ·
[H30+
] = ·
Puferske smese
a) kisela puferska smeša
Primer: CH3COOH/CH3COONa,
H2CO3/NaHCO3, H3PO4/NaH2PO4
b) bazna puferska smeša
Primer:NH3/NH4Cl
[H30+
] = ·
[OH‫־‬
] = ·
Amfoliti
Primer: NaHCO3,
NaH2PO4, NaHC2O4
[H30+
] = a ∙ a

18. 18
Uvod
1.2.3. Soli. Hidroliza soli
Soli su jonska jedinjenja kristalne građe, njihov katjon potiče od baze a anjon od kiseline. Soli su
jedinjenja koja nastaju kada se jedan ili više vodonikovih jona u kiselini zameni drugim katjonom
ili kada se jedan ili više hidroksilnih jona u bazi zameni drugim anjonom.
Postoji više načina dobijanja soli i to:
 Reakcijom neutralizacije baza i kiselina: HCl + NaOH → NaCl + H2O, natrijum-hlorid.
 Reakcijom kiselih oksida sa bazama: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O, kalcijum-karbonat.
 Reakcijom baznih oksida sa kiselinama: CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O, bakar(II)-nitrat.
 Dejstvom baza na amfoterni oksid: ZnO + 2NaOH → H2O + Na2ZnO2, natrijum-cinkat.
 Dejstvom kiselina na amfoterni oksid: ZnO + 2HCl → H2O + ZnCl2, cink-hlorid.
 Rastvaranjem metala u kiselinama: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2, cink-sulfat.
 Direktnom reakcijom metala i nemetala: Zn + Cl2 → ZnCl2 + H2, cink-hlorid.
 Reakcijom kiselih i baznih oksida: CaO + SO3 → CaSO4, kalcijum-sulfat.
 Reakcijom dvostruke izmene (reakcijom dve različite soli):
Pb(NO3)2 + 2NaI → PbI2 + 2NaNO3, olovo(II)-jodid.
Vrste soli:
1. Neutralne (normalne) soli, nastaju potpunom neutralizacijom kiselina i baza, ne sadrže
H+
i OH‾
jone koji bi se mogli zamenjivati: H2
+
SO4
2‾
+ Ba2+
(OH)2 →2H2O + BaSO4 (s).
KNO3, CaSO4, Na3PO4.
2. Kisele soli, imaju vodonik koji mogu da zamene: KHSO4, NaHCO3, Na2HPO4,
NaH2PO4. Nastaju nepotpunom neutralizacijom višebaznih kiselina:
H2
+
SO4
2‾
+ Na+
OH‾
→ Na+
HSO4‾ + H2O.
3. Bazne soli, imaju OH‾
jone koje mogu da zamene: BaOHJ, ZnOHCl, Bi(OH)2NO3.
Nastaju nepotpunom neutralizacijom višekiselih baza:
Ca2+
(OH‾
)2 + H+
Cl‾
→ H2O + CaOH+
Cl‾
.
4. Dvogube soli, nastaju kristalizacijom dve soli iz rastvora, najčešće kombinacija soli M+
i
M3+
, opšte formule: M+
M3+
(SO4)2·12H2O. Najčešće su M+
-joni: K+
, Na+
, NH4
+
, a M3+
-
joni Fe3+
, Al3+
, Cr3+
. Ove soli se zovu i stipse. Primer: K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O –
kalijumova (obična) stipsa; NH4Al(SO4)2·12H2O – amonijumova stipsa, KCr(SO4)2·12
H2O – hromna stipsa. Disocijacijom sve dvogube soli daju proste jone:
K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O → 2K+
+ 2Al3+
+ 3SO4
2‾
5. Mešovite soli, sadrže više različitih katjona ili anjona. Primer: KNaSO4.
6. Kompleksne soli, soli u obliku kompleksnog jedinjenja, uglavnom su rastvorne a
disocijacijom daju prost i kompleksni jon ili kompleksni katjon i anjon.
Primer: ⦋Ag(NH3)2⦌Cl → ⦋Ag(NH3)2⦌+ + Cl-
Hidroliza soli, predstavlja reakciju soli sa vodom, pri čemu nastaje kiselina i baza.
so + voda → kiselina + baza
Hidrolizi podležu sledeće soli: soli jakih baza i slabih kiselina; soli slabih baza i jakih kiselina;
soli slabih baza i slabih kiselina.
Hidroliza soli jake baze i slabe kiseline. Primer: natrijum-acetat, CH3COONa - so jake baze i
slabe kiseline. CH3COONa + H2O → CH3COOH + NaOH
Ili u jonskom obliku:

19. 19
Uvod
CH3COO‾-
+ Na+
+ H+
+ OH‾
→ CH3COOH + Na+
+ OH‾
CH3COO‾
+ H+
+ OH‾
→ CH3COOH + OH –
Zbog nagomilavanja OH –
jona rastvor je bazan, pH > 7, konstanta hidrolize Kh je:
h=
[ ][ ‾]
[ ‾]
.
Slične osobine pokazuju još soli: Na2CO3, KCN, KNO2, Na3PO4, Ca(CH3COO)2 , jer su nastale
od jake baze i slabe kiseline.
Hidroliza soli slabe baze i jake kiseline. Primer: amonijum-hlorid, NH4Cl:
NH4Cl + H2O → NH4OH + HCl
Ili u jonskom obliku: NH4
+
+ H2O → NH4OH + H+
Zbog nagomilavanja H+
jona rastvor reaguje kiselo, pH < 7, a konstanta hidrolize je:
h=
[ ][ ]
[ ]
Slično reaguju još i sledeće soli: NH4NO3, (NH4)2SO4, ZnCl2, ZnSO4, Al(NO3)3, AlCl3, Fe2(SO4)3
itd.
Hidroliza soli slabih baza i slabih kiselin. Primer: amonijum-acetat, CH3COONH4 :
CH3COONH4 + H2O → CH3COOH + NH4OH
ili u jonskom obliku: CH3COO‾
+ NH4
+
+ H2O → CH3COOH + NH4OH
Rastvor soli slabe baze i slabe kiseline hidrolizuje u zavisnosti od konstanti disocijacija, i to:
Ako je : Ka > Kb- rastvor reaguje kiselo;
Ka < Kb-rastvor reaguje bazno i
Ka = Kb-rastvor je neutralan.
Na sličan način hidrolizuju još sledeće soli: NH4NO2, (NH4)2CO3, (NH4)2S, Al2S3 i drugi.
Soli jakih kiselina i jakih baza ne hidrolizuju u vodenom rastvoru. Ovakve soli su na primer:
NaCl, Na2SO4, NaHSO4, CaOHCl, NaH2PO4 i drugi.
Hidroliza prema protolitičkoj teoriji . Hidroliza je protolitička reakcija između konjugovanih
anjonskih baza i vode i konjugovanih katjonskih kiselina i vode, pri čemu voda ili prima ili
predaje proton. Primer: hidroliza natrijum-acetata, CH3COONa:
CH3COO‾
+ H2O↔ CH3COOH + OH‾
- ovaj rastvor reaguje bazno
B1 K2 K1 B2
Primer: hidroliza NH4Cl:
NH4
+
+ H2O ⇄ NH3 + H3O+
- ovaj rastvor reaguje kiselo
K1 B2 B1 K2
Primeri: Nazivi nekih soli:
 NaNO2 - natrijum-nitrit,
 NaNO3 - natrijum-nitrat,
 NaHSO3 - natrijum-hidrogen sulfit (natrijum-bisulfit),
 Cu3(PO4)2 - bakar(II)-fosfat (kupri-fosfat),
 CuCN - bakar(I)-cijanid (kupro-cijanid),
 Ba(CH3COO)2 - barijum-acetat,
 AgClO4 - srebro-perhlorat,
 Fe2(CrO4)3 - gvoždje(III)-hromat, (feri-hromat).


20. 20
Uvod
1.2.4. Puferi
Puferi su rastvori, odnosno smeše, koje se sastoje iz: slabe kiseline i njene konjugovane baze koja
potiče od soli slabe kiseline; ili iz slabe baze i njene konjugovane kiseline koja potiče od soli slabe
baze. Oni se odupiru naglim i iznenadnim promenama koncentracije vodonikovog jona i
održavaju pH stalnim, nepromenjenim. Direktno izračunavanje pH pufera vrši se Henderson-
Haselbahovom jednačinom.
HA + H2O ⇆ H3O+
+ A‾
hidronijum- jon anjon, konjugovana baza kiseline HA
Primer: Sirćetna kiselina i njoj konjugovana baza koja potiče od soli ove kiseline (CH3COONa).
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+
+ CH3COO‾
sirćetna kiselina acetat-jon (konjugovana baza
(slaba kiselina) sirćetne kiseline)
Primer: Amonijum-hidroksid i njemu konjugovana kiselina koja potiče od soli ove baze (NH4Cl)
NH3 + H2O ⇆ NH4
+
+ OH‾
.
amonijak amonjum-jon (konjugovana kiselina
(slaba baza) amonijum hidroksida)
Neki puferni sistemi: acetatni pufer - sirćetna kiselina i natrjum acetat, CH3COOH/CH3COONa.
amonijačni pufer – amonijum-hidroksid i amonijum-hlorid, NH3/NH4Cl.
pH puferskih sistema
Slaba kiselina, HA, i njoj odgovarajuća so A‾
HA + H2O ⇆ H+
+ A‾
, (H+
na mesto H3O+
)
Konstantata disocijacije kiseline Ka: Ka=
[ ][ ‾]
[ ]
Izražavanjem koncentracije vodonikovih jona iz izraza za konstantu disocijacije definiše se pH
rastvora
[H+
] = Ka
[ ]
[ ‾]
Logaritmovanjem izraza za koncentraciju jona vodonika dobija se izraz za izračunavanje pH vrednosti u
rastvorima kiselih pufera.
[H+
] = Ka·
[ ]
[ ‾]
log
pH= pKa + log·
[ ]
[ ]
gde je: pH = - log [H+
]; pKa = - log(Ka)
Odnosno: pH = pKa + log
[ ]
[ ]
kod kiselih pufera
pOH = pKb + log·
[ ]
[ ]
kod baznih pufera

21. 21
Uvod
1.3. Analitička hemija, praktični aspekti hemijske analize
Analitička hemiija je nauka koja izučava teorijske i praktične osnove hemijske anailze. Analiza
(grč. analizis – rasčlanjivati, razrešavati) predstavlja srž analitičke hemije. Praktičan zadatak
analitičke hemije je dokazivanje i određivanje hemijskog sastava nekog uzorka. Na osnovu toga
analitička hemija se deli na kvalitativnu i kvantitativnu hemijsku analizu.
KVALITATIVNA HEMIJSKA ANALIZA (lat. qualitas – svojstvo, odlika, vrednost) se bavi
dokazivanjem („otkrivanjem”, identifikacijom) hemijskih elemenata i jedinjenja. Ona daje
odgovore od čega se sastoji neki uzorak.
KVANTITATIVNA HEMIJSKA ANALIZA (lat. quantitas – količina) se bavi određivanjem
količine elemenata i jedinjenja u uzorku. Ona daje odgovore koliko ima ispitivanog sastojka u
uzorku.
Za pouzdano i kvalitativno dokazivanje sastava nekog uzorka, primenjuju se sledeće metode:
 hemijske,
 fizičke i
 fizičko-hemijske.
Hemijske metode analize zasnivaju se na praćenju hemijskih reakcija i hemijskih promena koje
nastaju pod dejstvom poznatog HEMIJSKOG REAGENSA na ispitivani uzorak. Hemijske
promene su najčešće praćene:
a) stvaranjem ili rastvaranjem taloga,
b) promenom boje rastvora i
c) izdvajanjem gasovitog proizvoda.
Osnovni tipovi hemijskih reakcija u analitičkoj hemiji su: taloženje, rastvaranje, neutralizacija,
kompleksiranje, oksido-redukcija, razlaganje. Reakcije kojima se dokazuju elementi nazivaju se
analitičke ili DOKAZNE ili REAKCIJE IDENTIFIKACIJE.
Fizičke i fizičko-hemijske metode se zasnivaju na merenju fizičkih parametara koji su funkcija
sastava ispitivanog sistema. To su instrumentalne metode: elektroanalitičke, optičke
(kolorimetrijske, fotometrijske i spektrofotometrijske metode), hromatografske, termometrijske i
radiohemijske metode.
Metode kvalitativne hemijske analize prema količini ispitivane supstance dele se na:
 MAKRO ANALIZA (oko 0,5 g čvrstog uzorka ili oko 50 cm3
rastvora),
 SEMIMIKRO ANALIZA (oko 0,05 g čvrstog uzorka ili oko 5 cm3
rastvora),
 MIKRO ANALIZA (manje od 0,01 g čvrstog uzorka ili oko 0,5 cm3
rastvora) i
 ULTRAMIKRO ANALIZA (oko 10-6
g čvrstog uzorka).
Ove metode se međusobno razlikuju po tehnici razdvajanja taloga od rastvora. Kod makroanalize
se razdvajanje taloga od rastvora koristi ceđenje kroz filter hartiju, kod semimikro analize se
koristi centrifuga, a kod mikro i ultramikro analize odvajanje se i ne vrši, već se rade
kolorimetrijski spot testovi.
Metode hemijske analize na osnovu karakterističnih postupaka i sredine u kojima se odigravaju
hemijske reakcije dele se na:
 Suvi postupak za izvođenje hemijske analize, odnosi se na rad sa čvrstim uzorcima. Čvrsti
reagens se dodaje u uzorak, pomeša se, a zatim se analiziraju hemijske promene usled
topljenja, isparavanja, bojenja plamena ili na osnovu boje staklenih perli, dobijenih u
plamenu na platinskoj igli,
 Mokri postupak za izvođenje hemijske analize, odnosi se na rad u vodenom rastvoru.
Najčešće se izvođenje hemijske reakcije vrši u rastvorima soli, kiselina i baza. Ove supstance

22. 22
Uvod
su elektroliti i u vodenim rastvorima se nalaze, uglavnom, u obliku jona, te se može smatrati
da se metode klasične kvalitativne hemijske analize primenjuju za dokazivanje jona u
rastvoru.
Metode hemijske analize na osnovu prirode uzoraka dele se na:
 NEORGANSKU HEMIJSKU ANALIZU, kojom se vrši analiza neorganskih jedinjenja i
pretežno se određuju elementi i joni.
 ORGANSKU HEMIJSKU ANALIZU, kojom se vrši analiza organskih supstanci i nastoje se
dokazati jedinjenja.
Osnovni tiopovi analize u analitičkoj hemiji (kvalitativnoj hemijskoj analizi) su:
 FRAKCIONA, zasniva se na primeni jednog ili više specifičnih reagenasa, reakcije se izvode
pojedinačno. Primer: reakcije za dokazivanje amonijum-jona i anjona.
 SISTEMATSKA, zasniva se na primeni selektivnih reagenasa, kojima se talože, rastvaraju i
dele elementi na karakteristične grupe. Primer: sistemska analiza katjona u kojoj su svi
katjoni podeljeni u pet analitičkih grupa, na osnovu zajedničkih taložnih reagenasa.
U tabeli I-3 je prikazana sistematizacija katjona od I do V analitičke grupe. Razdvajanje katjona
je zasnovano na različitoj rastvorljivosti hlorida, sulfida, hidroksida i karbonata ispitivanih
katjona
Tabela I-3 Podela katjona u pet analitičkih grupa.
Grupa Grupni reagens Katjoni Formula taloga Karakteristike taloga
I HCl raz. Ag+
, Pb2+
, Zn2+ AgCl, PbCl2,
Hg2Cl2
Hloridi su nerastvorni u vodi I
u hladnoj,razblaženoj HCl.
II
H2S u prisustvu
razblažene HCl
Hg2+
, Pb2+
,
Bi3+
, Cu2+
,
Cd2+
, Sn2+
,
Sn(IV), As3+
,
As(V), Sb3+
,
Sb(V)
HgS, PbS,
Bi2S3, CuS,
CdS, SnS,
SnS2, As2S3,
As2S5, Sb2S3,
Sb2S5
Sulfidi su nerastvorni u vodi I
u razblaženoj HCl
IIIA
NH3 u prisustvu
NH4Cl
Al3+
, Cr3+
, Fe3+
,
Mn2+
Al(OH)3,
Cr(OH)3,
Fe(OH)3,
Mn(OH)2
Hidroksidi i sulfide su
nerastvorni u vodi, ali se
rastvaraju u razblaženoj HCl,
izuzev NiS i CoS.
IIIB
H2S u prisustvu
NH3 i NH4Cl
Ni2+
, Co2+
,
Zn2+ NiS, CoS, ZnS
IV
(NH4)2CO3 u
prisustvu NH3 i
NH4Cl
Ca2+
, Sr2+
, Ba2+ CaCO3,
SrCO3, BaCO3
Karbonati su nerastvorni u
vodi, rastvaraju se u
razblaženoj sirćetnboj kiselini
V
Nema grupnog
reagensa
Mg2+
, Na+
, K+
,
Li+
, NH4+
METODE RAZDVAJANJA jona u hemijskoj analizi su metode separacije i metode maskiranja.
Separacione metode su: taloženje, ekstrakcija (rastvaranje u različitim organskim rastvaračima),
a ređe destilacija, hromatografija i izmena jona.
Metode maskiranja su metode stvaranja stabilnih komleksa, čime se onemogućava pojava
slobodnih jona u rastvoru i na taj način se bez fizičkog razdvajanja jona otklanja ometanje nekog
jona pri dokazivanju drugog jona koji ne gradi stabilne komplekse.

23. 23
Uvod
USLOVI, osnovni parametri kojima se definišu uslovi hemijske reakcije su: temperatura, pH
rastvora i koncentracija reagenasa.
OSETLJIVOST, SELEKTIVNOST I SPECIFIČNOST su karakteristike hemijskih reakcija na
kojima se baziraju sve analitičke metode dokazivanja.
Osetljivost hemijske reakcije predstavlja najmanju masu ili koncentraciju supstance koja može
da se dokaže istom pod specifičnim uslovima. Osetljivost hemijske reakcije se proverava
paralelno slepom probom.
Selektivnost hemijske reakcije je karakterističan efekat samo sa malim brojem jona u rastvoru.
Štojebroj jona koji reaguju sa nekim analitičkim reagensom manji, to je reagens selektivniji. Na
selektivnost može da se utiče podešavanjem uslova, maskiranjem, razblaživanjem i slično.
Primer: Razblažena hlorovodonična kiselina je selektivan reagens samo za jone srebra, olova i
žive, dok sa ostalim katjonima, iako su prisutni u rastvoru, ne reaguje. Na osnovu toga ova tri
katjona su svrstana u I analitičku grupu. Selektivno taloženje je i taloženje sulfida katjona II
analitičke grupe vodonik-sulfidom u kiseloj sredini, taloženje hidroksida katjona III analitičke
grupe amonijum-hidroksidom u prisustvu NH4Cl i taloženje karbonata katjona IV analitičke
grupe rastvorom (NH4)2CO3 u prisustvu NH3 i NH4Cl.
Na šemi 1 prikazano je šematski razdvajanje katjona od I do V analitičke grupe na osnovu
primene selektivnih taložnih reagenasa.
Specifičnost hemijske reakcije se definiše kao jedinstvena osobina nekog analitičkog reagensa
da resguje samo s jednim jonom u složenoj smeši različitih jona. Primer: dokazivanje amonijum
jona. Ukoliko se amonijum jon nađe u smeši drugih katjona jedino će on reagovati sa natrijum-
hidroksidom dajući gasovito jedinjenje, NH3, karakterističnog mirisa. Primena specifičnih
reakcija ograničena je delovanjem ometajućih (interferirajućih) jona u rastvoru.
Opisane reakcije u ovom praktikumu za sve jone odnose se na dokazivanja mokrim putem,
izuzev ako to nije drugačije naglašeno.

24. 24
Uvod
Rastvor katjona I-V analitičke grupe
Ag+
, Pb2+
, Hg2
2+
, Hg2+
, Bi3+
, Cu2+
, Cd2+
, Sn2+
, As3+
, Sb3+
,
Al3+
, Cr3+
, Fe3+
, Mn2+
, Ni2+
, Co2+
, Zn2+
, Ca2+
, Sr2+
, Ba2+
, Mg2+
, Na+
, K+
, Li+
, NH4+
HCl, razbl.
Rastvor katjona II-V analitičke grupe
Hg2+
, (Pb2+
), Bi3+
, Cu2+
, Cd2+
, Sn2+
, As3+
, Sb3+
,
TALOG: I analitička grupa Al3+
, Cr3+
, Fe3+
, Mn2+
, Ni2+
, Co2+
, Zn2+
, Ca2+
, Sr2+
,
AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 Ba2+
, Mg2+
, Na+
, K+
, Li+
, NH4+
H2S (HCl)
Rastvor katjona III-V analitičke grupe
Al3+
, Cr3+
, Fe3+
, Mn2+
, Ni2+
, Co2+
, Zn2+
, Ca2+
, Sr2+
,
TALIG: II analitička grupa Ba2+
, Mg2+
, Na+
, K+
, Li+
, NH4+
HgS, PbS, Bi2S3, CuS,
CdS, SnS, As2S3, Sb2S3
NH3/NH4Cl
Rastvor katjona IIIB, IV i V analitičke grupe
(Mn2+
), Ni2+
, Co2+
, Zn2+
, Ca2+
, Sr2+
,
TALOG: IIIA analitička Ba2+
, Mg2+
, Na+
, K+
, Li+
, NH4+
podgrupa Al(OH)3,
Cr(OH)3, Fe(OH)3, Mn(OH)2
H2S (NH3/NH4Cl)
Rastvor katjona IV i V analitičke grupe
Ca2+
, Sr2+
,
TALOG: IIIB analitička Ba2+
, Mg2+
, Na+
, K+
, Li+
, NH4+
podgrupa NiS, CoS, ZnS,
(MnS)
(NH4)2CO3 (NH3/NH4Cl)
Rastvor katjona V analitičke grupe
Mg2+
, Na+
, K+
, Li+
, NH4+
TALOG: IV analitička
grupa CaCO3, SrCO3,
BaCO3
Šema I-1 Šematski prikaz razdvajanja katjona I-V analitičke grupe

25. 25
Uvod
1.3.1. Pravila rada u laboratoriji
Analize u analitičkoj hemiji se rade sa malim masama uzorka, rastvora i malim zapreminama
reagensa. Zato je neophodno je sve operacije izvesti pažljivo kako bi dokazane reakcije bile
očigledne i jasne. Za izvođenje operacija postoje pravila laboratorijskog rada, to su:
 Radno mesto studenta mora da bude besprekorno čisto.
 Radni mantil je obavezan.
 Stakleni pribor mora da se uvek opera pre i posle rada deterdžentom, ispere česmenskom
vodom i na kraju ispere malom zapreminom destilovane vode.
 Reagens boce i zajedničke reagense, koje koriste svi student treba držati čisto, uredno
poređane po brojevima na policama u laboratoriji. Ne smeju se mešati zatvarači.
 Rad sa svim hemikalijama mora da bude pažljiv; mnoge hemikalije su otrovne i
zapaljive.
 Rad sa koncentrovanim reagensima treba izvoditi pažljivo čuvajući sebe i druge u
laboratoriji.
 Za rad sa otrovnimi koncentrovanim hemikalijama koristiti kapelu.
 Plamenici moraju da gore oksidacionim (plavim) plamenom. Slavine za dovod gasa
moraju redovno da se proveravaju (budući da se radi o otrovnom i eksplozivnom gasu).
 Neophodno je da student imaju radnu svesku i praktikum. U radnu svesku se tokom
izrade vežbe unosi datum, sva zapažanja, jednačine i rezultate.
Ukoliko i pored preduzetih mera i pažnje ipak dođe u laboratoriji do povređivanja, da bi se
umanjile posledice, potrebno je ukazati prvu pomoć i povređenog odmah uputiti lekaru.
OPEKOTINE OD VATRE: Kod lakih opekotina (prvog stepena) povređeno mesto treba isprati
alkoholom, premazati tankim slojem borvazelina ili uljim za opekotine, a zatim se rana previje
sterilnim zavojem. U nedostatku vazelina, može se prekriti i suvim NaHCO3. Kod većih
opekotina ranu treba samo previti sterilnim zavojem, da bi se sprečila infekcija, a povređenog
odmah uputiti lekaru (na ranu se ne sme ništa stavljati).
OPEKOTINE OD KISELINE: Povređeno mesto se ispere odmah sa dosta hladne vode, a zatim
sa 10 %-nim rastvorom NaHCO3. Najopasnija je koncentrovana HNO3. Pri dodiru sa ovom
kiselinom koža prvo požuti, a zatim se stvaraju rane koje se teško leče. Pod dejstvom H2SO4 na
koži se stvaraju beli plikovi, a posle zalečenja ostaju tragovi. CH3COOH i HCl takođe izazivaju
rane na koži.
OPEKOTINE OD BAZA: Koncentrovani rastvori baza, naročito ako su vreli, izazivaju povrede.
Koža prvo postaje glatka i sluzava a zatim se stvaraju duboke rane koje se teško leče. Amonijak
manje deluje na kožu, ali je veoma opasan ako prsne u oči. Naročito su opasne povrede jednjaka
jer pri tome dolazi do njihovog suženja. Povređeno mesto treba isprati sa dosta hladne vode, a
zatim 3-5 %-nim rastvorom sirćetne ili borne kiseline. Ukoliko oči dođu u dodir s alkalijama
treba ih brzo isprati sa mnogo hladne vode a zatim sa 3-5 %-nim rastvorom borne kiseline.
TROVANJE GASOM: U laboratoriji najčešće dolazi do trovanja vodonik-sulfidom, koji je
veoma otravan. U slučaju trovanja potreban je svež vazduh i dugotrajno veštačko disanje.
Amonijak (NH3), izaziva jak kašalj, pa je potreban svež vazduh, udisanje pare sirćetne kiseline, a
povređeni mora da pije 1 %-ni rastvor sirćetne kiseline. Pregled najčešćih trovanja hemijskim
supstancama dat je u tabeli 3.

26. 26
Uvod
Tabela I-4 Pregled najčešćih trovanja hemijskim supstancama
Uzročnik
Postupak pri pružanju prve pomoci, antidot (protivotrov)
SimptomiOči Koža Udisano, progutano
Kiseline
Ispirati vodom, 3 %-
tnim NaHCO3, Svež
vazduh
Ispirati vodom,
zas. ras.
NaHCO3
Piti vodu sa razmućenim
MgO ili CaCO3-mleko.
Ne izazivati povraćanje
Visok puls,
muka, usne
pomodre
Baze
Ispirati vodom, 3 %-
tnim ras. H3 BO3.
Svež vazduh.
Ispirati vodom
pa zas. ras.
H3 BO3.
Piti CH3COOH (3 %) ili
limunov sok, mleko. Ne
izazivati povraćanje.
Visok puls, lužast
ukus, suva usta,
muka
HC1(gas)
Cl, Br
Ispirati vodom, 3 %-
nim NaHCO3. Svež
vazduh.
Ispirati vodom,
zas. ras. NaHCO
Svez vazduh, udisati pare
NH3, ispirati grlo i nos
NaHCO3, (3 %). Vestačko
disanje.
Otežano disanje,
osećaj kis. ukusa,
muka, pečenje u
ustima
H2S,
HCN
Ispirati vodom. Svež
vazduh.
Svež vazduh, inhalacija
jako razb. hlornom vod.,
vest. disanje. O2.
Otežano disanje,
visok puis,
glavobolja, muka
CO, CO2
Ispirati vodom.
Svež vazduh.
Svež vazduh,
vestaško disanje, O2.
Otežano disanje
muka, vrtoglavica
NH3
Ispirati vodom,
3 %-tnim ras.
H3BO3. Svež vazduh.
Ispirati vodom Svež vazduh, udisati pare
CH3COOH, piti 1 %-tni
ras. CH3 COOH.
Otež. disanje, bol
u plućima
nitrozne
pare
Ispirati vodom, 3 %-
tnim NaHCO3, Svež
vazduh.
Ispirati vodom
pa zas. ras.
NaHCO3.
O2, hloroformska voda
(3 kapi CHCl3 na čašu
vode)
Otež. disanje,
simpt. 5-6 h
posle trovanja
cijanidi Sredstvo za povraćanje Otežano disanje
jedinjenja
fosfora
2 %-tni ras.
CuS04.
Sred- za povraćanje, 15
g MgSO4, u 100 ml H2O
Glavobolja, bol u
ustima
jedinjenja
žive i
olova
Sred. za povraćanje,
mleko, belance, razmućen
MgO.
Metalan ukus,
suva usta,
mučnina u
stomaku
jedinjenja
arsena i
antimona
Sred. za povraćanje,
mleko, univerzalan protiv
otrov.
Bolovi u stomaku,
pečenje u ustima
jedinjenja
cinka
Sred. za povraćanje,
mleko
Bol u stomaku,
mučnina, pečenje
u ustima.
jedinjenja
srebra
Sred. za povraćanje,
mleko, piti 20 %-tni ras.
NaCl.

27. ,,Stalno se upoređuj sa drugima,
vrednim, radnim
i učevnim
ljudima”.
„Nema ničega što bi bilo
vrednije od naučenog
od prirode”.
Lj. Babincev
,,Najvažnije je stalno
postavljati pitanja”.
Albert Ajštajn

28. II
PRAKTIČNI ASPEKTI KVALITATIVNE
HEMIJSKE ANALIZE
analiza katjona

29. Analiza katjona
29
2. Katjoni od prve do pete analitičke grupe
U ovom delu praktikuma navedene su jonske jednačine karakterističnih reakcija katjona I-V
analitičke grupe, koje prate tok dokazivanja pojedinih katjona u sistematskoj analizi. Svi reagensi
za dokazne reakcije moraju biti razblaženi, koncentracije 5 mol/dm3
, izuzev ako nije drugačije
naznačeno, a poseban osvrt treba dati na boje rastvora i taloga.
Tehnikom selektivnog taloženja i rastvaranja razdvajaju se pozitivno naelektrisani joni (katjoni)
u grupe i podgrupe odakle se, primenom specifičnih reagenasa, vrši njihova identifikacija i
dokazivanje. Za svaki jon u analizi neophodno je napisati jednačine jonskih reakcija sa
posebnom naznakom dokaznih ili reakcija identifikacije.
2.1. Određivanje katjona prve analitičke grupe
Ova grupa katjona naziva se još i ,,grupa hlorida'', pošto je zajednički reagens, tj. reagens koji
taloži sve katjone ove grupe razblažena HCl, odnosno Cl‾
-jon, u kiseloj sredini. Katjoni ove
grupe su: Ag+
, Hg2
2+
, i Pb2+
-joni. Razblažena hlorovodonična kiselina taloži ove katjone iz
rastvora u obliku hlorida: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2. Hloridi ovih katjona nisu rastvorljivi u vodi.
Dokazne reakcije za jon srebra, Ag+
(vodeni rastvor jona srebra je bezbojan).
Razblažena HCl iz kiselih rastvora taloži beo sirast talog srebro-hlorida, AgCl:
Ag+
+ Cl‾
→ AgCl (s), beo
Talog se lako rastvara u rastvoru NH4OH, pri čemu se gradi rastvorljiva kompleksna so
[Ag(NH3)2]Cl – srebrodiamino-hlorid:
AgCl + 2NH4OH → [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
Srebrodiamino-hlorid je nestabilno jedinjenje i u vodenom rastvoru se raspada na jone.
[Ag(NH3)2]Cl → [Ag(NH3)2]+
+ Cl‾
Ako se ovaj rastvor zakiseli azotnom kiselinom, ponovo nastaje beo, sirast talog srebro-hlorida
koji se dalje ne rastvara u azotnoj kiselini. Reakcija formiranja belog, sirastog taloga srebro-
hlorida iz rastvora amonijačnog kompleksa u prisustvu azotne kiseline predstavlja specifičnu,
dokaznu reakciju za jon srebra.
Cl‾
[Ag(NH3)2]+
⥂ Ag+
+ 2NH3
+
2HNO3 → 2H+
+ 2NO3
‾
Cl‾
+ Ag+
→ AgCl(s) bele boje 2NH4
+
Dokazne reakcije za živa(I)-jon, Hg2
2+
.
Razblažena HCl taloži beo Hg2Cl2 živa(I)-hlorid (merkuro-hlorid, kalomel):
Hg2
2+
+ 2Cl‾
→ Hg2Cl2(s) bele boje

30. Analiza katjona
30
Kada se beo talog Hg2Cl2 prelije vodenim rastvorom amonijaka, talog pocrni. Zato se Hg2Cl2 i
naziva ,,kalomel'', jer, prema grčkom, ,,kalomel'' označava ,,lepo crn''. Talog pocrni usled
delimično izdvojene sitno razdeljene elementarne žive, koja pokriva belu boji nastalog
Hg(NH2)Cl (merkuroamido-hlorid):
Hg2Cl2 + 2NH3 → Hg(NH2)Cl(s) + Hg(s) + NH4Cl
beo crn
Reakcija nastajanja taloga bele, sive do crne boje predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za
živa(I)-jon.
Dokazne reakcije za olovo(II)-jon, Pb2+
.
Razblažena HCl iz vodenog rastvora taloži beo, igličasti talog olovo-hlorida.
Pb2+
+ 2Cl‾
→ PbCl2(s) beo
Hloridi olova, srebra i žive su nerastvorni u hladnoj vodi. Najrastvorljiviji od ovih hlorida je
olovo-hlorid. Delimično se rastvara u hladnoj, dok mu je rastvorljivost znatno veća u vreloj vodi.
PbCl2 + H2O(t) → Pb2+
+ 2Cl‾
Iz rastvora svojih jona olovo se taloži pomoću alkalnih hromata i dihromata (K2CrO4, K2Cr2O7),
u obliku žutog taloga olovo-hromata, PbCrO4.
Pb2+
+ CrO4
2‾
⇄ PbCrO4(s)
Pb2+
+ Cr2O7
2‾
+ H2O ⇄ 2PbCrO4(s) + 2H+
žut
U reakciji olovo(II)-jona i sa hromatima i sa dihromatima dolazi do formiranja olovo-hromata
što se objasnjava manjim proizvodom rastvorljivosti.
Formirani hromat rastvara NaOH (zahvaljujući amfoternim osobinama olova) prevodeći ga u
oblik rastvornog kompleksnog jedinjenja natrijumtetrahidrokso-plumbata.
PbCrO4 + 4OH‾
⇄ [Pb(OH)4]2‾
+ CrO4
2‾
tetrahidroksoplumbat(II)-jon, bezbojan
Kada se nastali rastvor zakiseli rastvorom sirćetne kiseline (olovo-hromat rastvara azotna
kiselina i jake baze, a ne rastvara sirćetna kiselina), ponovo nastaje žuti talog olovo-hromata.
2[Pb(OH)4]2‾
+ Cr2O7
2‾
+ 4CH3COOH ⇌ 2PbCrO4(s) + 6H2O + 4CH3COO‾
žut
Ako se zakišeljavanjem rastvora (nastalog rastvaranjem olovo-hromata sa natrijum-hidroksidom)
sa rastvorom sirćetne kiseline, ponovo formira žuti talog to predstavlja specifičnu, dokaznu
reakcija za olovo(II)-jon.

31. Analiza katjona
31
2.1.1. Tok hemijske analize katjona prve analitičke grupe
2.1.1.2. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona prve analitičke grupe
Pb2+
Ag+
Hg2
2+
bezbojan bezbojan bezbojan
(1) + HCl (razbl.)
PbCl2(s) (beo) AgCl(s) (beo) Hg2Cl2(s) (beo)
(2) + H2O (vrela)
rastvor: Pb2+
talog: Hg2Cl2, AgCl (beo)
(3) + K2CrO4 (6) + H2O (hladna)
rastvor posle
PbCrO4(s) (žut) talog ispiranja odbaciti
(4) + NaOH Hg2Cl2(s), AgCl(s) (beo)
(7) + NH3
[Pb(OH)4]‾
(5) + CH3COOH
rastvor
talog Hg(NH2)Cl (s) + Hg(s) [Ag(NH3)2]+
PbCrO4(s) (žut) (beo) (crn)
(8) +HNO3
AgCl(s) (beo)

32. Analiza katjona
32
2.1.1.3. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona prve analitičke grupe
U rastvor za analizu (oko 20 cm3
, zapremina rastvora se podešava dodavanjem destilovane vode)
doda se u kapima rastvor HCl 5 mol/dm3
(oko 15 kapi) (1). Koncentracija HCl u ispitivanom
rastvoru mora da bude 0,3 mol/dm3
, a pH = 0,5. Rastvor se promeša. Oko 2-3 cm3
ovog rastvora
se prenese u obeleženu epruvetu i centrifugira 1-2 minuta. Rastvor se odlije od taloga. Talog se
ispere sa nekoliko kapi hladne vode, promeša i centrifugira.
*Provera kiselosti ili baznosti vrši se lakmusom, ali tako da se jedna kap rastvora, koji je prethodno dobro
promešan, prenese štapićem na parče lakmus papira izvan epruvete. Ako se koristi crveni lakmus papir, a
rastvor je kiseo, crvena boja lakmusa ostaje nepromenjena, a ako se koristi plavi lakmus papir njegova boja se
promeni u crvenu.
Talogu se doda 1-2 cm3
vrele vode (2), epruveta se stavi u vodeno kupatilo i intenzivno meša
štapićem. Odmah se centrifugira i odvoji talog od rastvora.
RASTVOR TALOG
Može da sadrži Pb2+
.
Rastvoru se doda K2CrO4 (3).
Žut talog: PbCrO4.
DOKAZ: Pb2+
-jon prisutan!
Provera (4): Talog PbCrO4 se
rastvari u 6-7 kapi rastvora
NaOH, koncentracije 5
mol/dm3
i promeša štapićem
Doda se razblažena CH3COOH
pri čemu se ponovo taloži
PbCrO4 (5).
DOKAZ: Pb2+
-jon prisutan!
Može da sadrži Hg2Cl2 i AgCl
(6) Talog se ispere sa nekoliko kapi hladne vode, štapićem
promeša i centrifugira. Rastvor od ispiranja se odbaci.
(7) Talog se prelije sa 6-7 kapi rastvora razblaženog NH3,
promeša štapićem i centrifugira.
TALOG RASTVOR
Hg(NH2)Cl + Hg, crne boje
DOKAZ: Hg2
2+
-jon prisutan!
Može da sadrži
[Ag(NH3)2]+
(8) Doda se razblažena
HNO3 do kisele reakcije
Talog: AgCl, bele boje
DOKAZ: Ag+
-jon prisutan!

33. Analiza katjona
33
2.1.1.4. Primedbe, napomene i zadaci uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona
prve analitičke grupe
Pre svake analize zabeležiti boju rastvora za analizu. Ako je prisutan talog, zabeležiti boju
taloga
1. * Taložni reagens za katjone I analitičke grupe je hlorid-jon. Najpogodniji reagens, izvor
hloridnih jona je razblažena, hladna HCl, jer kvantitativno taloži sve katjone I analitičke
grupe u obliku teško rastvornih hlorida. Talog hlorida se ne rastvara u višku razblažene,
hladne HCl. Ukoliko bi se koristila koncentrovana HCl nagrađeni hloridi bi se delimično
rastvorili gradeći komplekse.
Ag+
+2Cl‾
⇄ AgCl(s) + Cl‾
⇄ [AgCl2]‾
dihloroargentat(I)-jon
Pb2+
+4Cl‾
⇄ PbCl2(s) + 2Cl‾
⇄ [PbCl4]‾
tetrahloroplumbat(I)-jon
Hg2
2+
+4Cl‾
⇄ Hg2Cl2(s) + 2Cl‾
⇄ [HgCl4]2‾
+Hg(s) tetrahloromerkurat(II)-jon
*Upotreba HCl je pogodna i zbog mogućnosti istovremenogregulisanja kiselosti sredine za
kvantitativna određivanja drugih analitičkih grupa koje ostaju u rastvoru. Koncentracija
razblažene HCl mora da bude između 0,3 i 0,5 mol/dm3
, čime se uspostavljaju optimalni
uslovi (pH ≈ 0,5) za taloženje katjona II analitičke grupe i njihovo razdvajanje od katjona
III analitičke grupe.
*Umesto razblažene HCl za taloženje katjona I analitičke grupe mogao bi se koristiti samo
NH4Cl. Soli kao što su NaCl i KCl stvaraju taloge, ali, zavisno od koncentracije, i
kompleksna jedinjenja sa jonima Hg2
2+
i Pb2+
, te se ne preporučuju kao izvori Cl‾
jona.
2. Rastvorljivost PbCl2 je znatna i u hladnoj vodi, ali je 5 puta veća u vreloj, ključaloj vodi. Na
primer u 100 cm3
na 0°C rastvara se samo 0,673 g, a na 100°C 3,34 g PbCl2. Upravo zbog
rastvorljivosti PbCl2 i u hladnoj vodi, Pb je elemenat i II analitičke grupe.
3. Dokazna reakcija za olovo.
4. Provera dokaza za olovo. Olovo je amfoterno.
Pb2+
+ 4OH‾
⇄Pb(OH)2(s) + 2OH‾
⇄ [Pb(OH)4]2‾
Talog PbCrO4, rastvara se u višku NaOH.
PbCrO4 + 4OH‾
→ [Pb(OH)4]2‾
+ CrO4
2‾
5. Provera i dokaz za olovo. Dodatkom CH3COOH stanje ravnoteže se uspostavlja pri znatno
višoj ravnotežnoj koncentraciji Cr2O7
2‾
-jona.
2CrO4
2‾
+2H+
⇄ Cr2O7
2‾
+H2O
međutim, iz rastvora se ipak taloži PbCrO4 koji ima manji proizvod rastvorljivosti.
6. Ispitivanje taloga Hg2Cl2 i AgCl posle odvajanja PbCl2 je neophodno jer usled zaostalih
tragova PbCl2 može doći izvesnih smetnji pri dokazivanju srebra i žive. S amonijakom,
tragovi PbCl2 grade jedinjenje Pb(OH)Cl, koji utiče na zamućenje rastvora.
PbCl2 + NH3 + H2O ⇌ [Pb(OH)Cl](s) + NH4
+
+ Cl-
olovo-hidroksid-hlorid, beo
7. *Dokaz za živu(I) je crn talog usled prisustva smeše Hg(NH2)Cl, živa amido hlorid, i
elementarne žive, Hg. Ovde se radi o tzv. disproporcionisanju, istovremenom procesu
oksidacije i redukcije žive(I) u živu(II) i elementarnu živu, Hg.
Hg2
2+
→Hg2+
+ Hg0
* Za obeležavanje jednovalentne žive koristi se simbol Hg2
2+
jer se u vodenom rastvoru
živa(I) nalazi u obliku stabilnih dvoatomskih jona, (Hg-Hg).
8. *Dokazna reakcija za srebro.

34. Analiza katjona
34
Vežba broj:
Naziv vežbe:
Datum:
Dokazano:
Vežbu
primio:

35. Analiza katjona
35
TEST
1. Katjoni prve grupe su: Ba2+
, Pb2+
, Mg2+
, Na+
, Sr2+
, Hg2+
, Ca2+
, Sn2+
2. Grupni taložni reagens za katjone prve grupe katjona je: HCl conc., HCl raz., NH4Cl.
3. Napisati dokaznu reakciju za Ag+
:
4. Navesti jedan jedini reagens kojim se mogu razlikovati jedinjenja PbCl2 i Zn(NO3)2
5. Napisati formulu jedinjenja koje gradi talog sa HCl i HNO3
6. Koliko cm3
koncentrovane HCl treba preneti u sud od 250 cm3
za pripremu rastvora
koncentracije 5 mol/dm3

36. Analiza katjona
36
2.2. Određivanje katjona druge analitičke grupe
Katjoni druge analitičke grupe su: Hg2+
, Pb2+
, Bi3+
, Cu2+
, Cd2+,
As3+
, Sb3+
, Sn2+
. Vodeni
rastvori soli ovih katjona su bezbojni osim rastvora Cu2+
-jona koji je plave boje. Grupni taložni
reagens za katjone ove grupe je gasoviti H2S. Taloženje ovih katjona vrši se u jako kiselim
rastvorima (pH ≈ 0,5) u prisustvu razblažene hlorovodonične kiseline.
Taloženju katjona druge grupe u obliku sulfida predhodi oksidacija Sn2+
u Sn4+
-jone sa vodonik-
peroksidom (zbog kvantitativnijeg razdvajanja katjona IIA i IIB podgrupe), a razdvajanje katjona
u podgrupe vrši se rastvorom kalijum-hidroksida koji Sn4+
, As3+
i Sb3+
-jona prevodi u oblik
kompleksnih rastvora sulfokiselina (IIB-podgrupa). Kalijum-hidroksid ne rastvara sulfide
katjona: Hg2+
, Pb2+
, Bi3+
, Cu2+
, Cd2+
, zbog čega se ovi katjoni drugačije nazivaju i sulfobazama
(IIA-podgrupa).
2.2.1. Određivanje katjona druge analitičke grupe (podgrupa A - sulfobaza)
Nakon taloženja sulfida katjona druge grupe, vrši se njihovo razdvajanje rastvorom KOH, koji
rastvara sulfide Sn4+
, As3+
i Sb3+
-jona pri čemu ovi ostaju u rastvoru i dokazuju se kao katjoni IIB
podgrube (sulfokiseline). Svi ostali katjoni koji su ostali u talogu dokazuju se kao katjoni IIA
podgrupe (sulfobaze).
Dokazne reakcije za živa(II)-jon, Hg2+
.
Iz kiselih rastvora (pH ≈ 0,5) soli Hg2+
-jona, živa se taloži vodonik-sulfidom u obliku crnog
taloga žive-sulfida, HgS.
Hg2+
+ H2S → HgS(s) + 2H+
Živin-sulfid rastvara smeša natrijumhipo-hlorata i hlorovodonične kiseline (NaOCl/HCl) ili
carska voda, smeša hlorovodonične i azotne kiseline u odnosu 3:1 (3HCl:HNO3).
HgS +OCl‾
+2H+
→ Hg2+
+ S + Cl‾
+ H2O
Živa(II)-jon iz rastvora taloži se u obliku belog živa(I)-hlorida, Hg2Cl2 (merkuro-hlorida,
kalomela) pomoću rastvora kalaj-hlorida (stano-hlorid), SnCl2.
2Hg2+
+ Sn2+
+ 2Cl‾
→ Hg2Cl2(s) + Sn4+
U prisustvu kalaj-hlorida Hg2+
-jon se redukuje do Hg2
2+
-jona (oksidaciono stanje 1+
). U višku
kalaj-hlorida nastavlja se redukcija jednovalentne žive do elementarne.
Hg2Cl2 + Sn2+
(višak) → 2Hg0
(s) + Sn4+
+ 2Cl‾
crn
Izdvajanje crnog taloga elementarne žive pomoću stano-hlorida predstavlja specifičnu, dokaznu
reakciju za živu(II)-jon.
Dokazne reakcije za bizmut(III)-jon, Bi3+
.
Iz kiselih rastvora (pH ≈ 0,5) soli Bi3+
-jona, bizmut se taloži vodonik-sulfidom u obliku crnog
taloga bizmut-sulfida, Bi2S3.
Bi3+
+ 3H2S → Bi2S3(s) + 6H+
Bizmut-sulfid rastvara azotna kiselina uz oslobađanje elementarnog sumpora i azot-monoksida.
Bi2S3 + 2NO3
‾
+ 8H+
→ 2Bi3+
+ 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O
Jon Bi3+
iz rastvora sa amonijum-hidroksidom gradi beo talog bizmut-hidroksida, Bi(OH)3.
2Bi3+
+ 3NH3 + 3H2O → Bi(OH)3(s) + 3NH4
+
beo

37. Analiza katjona
37
Natrijum-stanit (Na2SnO2), ili [Sn(OH)4]2‾
, redukuje trovalentni bizmut do elementarnog. Crni
talog elementarnog bizmuta je dokaz za bizmut.
2Bi(OH)3(s) + 3[Sn(OH)4]2‾
→ 2Bi0
(s) + 3[Sn(OH)6]2‾
Reakcija izdvajanja crnog taloga elementarnog bizmuta predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju
za bizmut(III)-jon.
*Bizmut(III)-jon se dokazuje pored olova(II)-jona.
Dokazne reakcije za bakar(II)-jon, Cu2+
.
Iz kiselih rastvora (pH ≈ 0,5) soli Cu2+
-jona, bakar se taloži vodonik-sulfidom u obliku crnog
taloga bakar-sulfida, CuS.
Cu2+
+ 3H2S → CuS(s) + 6H+
Bakar-sulfid rastvara azotna kiselina uz oslobađanje elementarnog sumpora i azot-monoksida.
3CuS + 2NO3
‾
+ 8H+
→ 3Cu2+
+ 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O
Dodavanjem rastvora amonijum-hidroksida gradi se plavi rastvor amonijačnog kompleksa bakra.
Cu2+
+ 4NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+
-tetraaminbakar(II)-jon, plav rastvor
Pojava plave boje rastvora je dokaz i predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za jon bakra.
*Bakar(II)- jon se iz vodenih rastvora dokazuje pored kadmijuma(II)-jona.
Za dalje dokazivanje kadmijuma, izvrši se maskiranje jona Cu2+
pomoću cijanida pri čemu se
Cu2+
-jon prevodi u bezbojan rastvoran cijanidni kompleks koji ne smeta daljem dokazivanju
kadmijuma.
2[Cu(NH3)4]2+
+ 5CN‾
+ H2O → 2[Cu(CN)2]‾
+ CNO‾
+ 6NH3 + 2NH4
+
dicijanokuprat(I)-jon, bezbojan
Dokazne reakcije za kadmijum(II)-jon, Cd2+
.
Iz kiselih rastvora soli Cd2+
-jona (pH ≈ 0,5), kadmijum se taloži vodonik-sulfidom u obliku
žutog taloga kadmijum-sulfida, CuS.
Cd2+
+ 3H2S → CdS(s) + 6H+
Kadmijum-sulfid rastvara azotna kiselina uz oslobađanje elementarnog sumpora i azot-
monoksida.
3CdS + 2NO3
‾
+ 8H+
→ 3Cd2+
+ 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O
Dodavanjem amonijum-hidroksida, Cd2+
-jon se prevodi u bezbojan kompleksni rastvor,
tetraaminkadmijum(II)-jon.
Cd2+
+ 4NH3 ⇄ [Cd(NH3)4]2+
-tetraaminkadmijum(II)-jon, bezbojan
Zbog obezbojavanja rastvora Cd2+
-jon iz amonijačnog kompleksa se prevodi u bezbojni cijanidni
kompleks kadmijuma pomoću KCN.
[Cd(NH3)4]2+
+ 4CN‾
+ H2O ⇌ [Cd(CN)4]2+
+4NH3
tetracijanokadmijat(II)-jon, bezbojan
Uvođenjem vodonik-sulfida u rastvor tetracijanokadmijat(II)-jona u baznoj sredini dolazi do
ponovnog taloženja žutog taloga kadmijum-sulfida.
[Cd(CN)4]2 + 2NH3(aq) + H2S → CdS(s) + 2NH4
+
+ 4CN‾
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za kadmijum (II)-jon.
*Kadmijum-jon se dokazuje pored jona bakra.

38. Analiza katjona
38
2.2.1.1. Tok hemijske analize katjona druge grupe (podgrupa A-sulfobaze)
2.2.1.2. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona druge (IIA) analitičke grupe
Hg2+
Pb2+
Bi3+
Cu2+
Cd2+
As3+
Sb3+
Sn2+
bezbojan bezbojan bezbojan plav bezbojan bezbojan bezbojan bezbojan
(1) + HCl
(2) + H2O2
Hg2+
Pb2+
Bi3+
Cu2+
Cd2+
As3+
Sb3+
Sn4+
(3) + H2S/HCl
talog
HgS PbS Bi2O3 CuS CdS As2S3 Sb2S3 SnS2
crn crn mrk-crn crn žut žut oranž žut
(4) + KOH
talog rastvor
IIA grupa-SULFOBAZE IIB grupa-SULFOKISELINE
HgS, PbS, Bi2O3,CuS, CdS
(5) + HNO3
talog rastvor
HgS Pb2+
Bi3+
Cu2+
Cd2+
(6) + NaOCl +HCl (8) + NH3
rastvor
HgCl2 talog rastvor
Pb(OH)2 (s) beo [Cu(NH3)4]2+
-plav
(7) + SnCl2 Bi(OH)3(s) beo [Cd(NH3)4]2+
-bezbojan
(9) + NaOH
Hg2Cl2(s) beo
Hg(s) crn (12) + KCN
talog rastvor
Bi(OH)3 [Pb(OH)4]2‾
[Cd(CN)4]2+
-bezbojan
(10) + [Sn(OH)4]2‾
(11) + K2CrO4 (13) + H2S
+ CH3COOH
Bi(s) crn PbCrO4(s) žut CdS(s) žut

39. Analiza katjona
39
2.2.1.3. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona druge (IIA) analitičke grupe
1. Rastvor posle odvajanja katjona I grupe ne sme da daje talog ni sa jednom kapi rastvora
HCl koncentracije 5 mol/dm3
.
2. U bistar rastvor dodaje se 4 kapi 3 % H2O2 i zagreva na vodenom kupatilu 2-3 minuta.
3. U vreo rastvor, kiseo od HCl, uvodi se H2S sve dok se taloženje ne završi (oko 5 min).
Centrifugira se, pa se ponovo u bistar rastvor iznad taloga uvodi H2S (oko 1 min) da se
proveri da li još pada talog. Zatim se rastvor razblaži sa 1 cm3
destilovane vode i ponovo
uvodi H2S sve dok se taloženje ne završi. Centrifugira se. Bistar rastvor se odlije a u talogu se
dokazuju katjoni druge grupe. Talog se ispere sa 1 cm3
5 % rastvora NH4NO3 koji je zasićen
sa H2S. Centrifugira se. Talog može da sadrži sulfide katjona II analitičke grupe: HgS, PbS,
Bi2O3, CuS, CdS, As2S3, Sb2S3, SnS2.
4. Ovaj talog se prelije sa 2 cm3
rastvora KOH, koncentracije 2 mol/dm3
i zagreva na vodenom
kupatilu 3 min uz mešanje štapićem. Centrifugira se. U talogu ostaje IIA podgrupa (sulfobaze),
a u rastvoru IIB podgrupa (sulfokiseline).
TALOG:
Može da sadrži HgS, PbS, Bi2O3, CuS i CdS. Ispere se sa 0,5 cm3
vode i centrifugira. 5.Talog
se prelije sa 1-1,5 cm3
rastvora HNO3 koncentracije 5 mol/dm3
, zagreva na vodenom kupatilu
2-3 min uz mešanje. Centrifugira se.
TALOG: RASTVOR:
HgS (crn), ispere
se sa 0,5 cm3
vode. Rastvor se
odlije. 6. talog se
prelije sa 5 kapi
10% rastvora
NaOCl i 1 kapi
rastvora HCl 5
mol/dm3
. Zagreva
se na vodenom
kupatilu 1 min. 7.
Bistrom rastvoru
se dodaju 1-2 kapi
rastvora SnCl2.
Beo talog Hg2Cl2
prelazi u siv ili
crn.
DOKAZ: Hg2+
-
jon prisutan
Može da sadrži Pb2+
, Bi3+
, Cu2+
i Cd2+
-jone. 8. Rastvoru se doda višak
koncentrovanog rastvora NH3 (lakmus) i energično promeša štapićem.
Prati se boja rastvora i formiranje belih pahulja (taloga). Centrifugira se.
TALOG: RASTVOR:
Može da sadrži Bi(OH)3 i Pb(OH)2 što se
zapaža po belom pahuljičastom talogu. 9.
Doda se 1 cm3
rastvora NaOH 5 mol/dm3
i
zagreva 2 min na vodenom kupatilu.
Centrifugira se.
Može da sadrži
[Cu(NH3)4]2+
[Cd(NH3)4]2+
Ako je rastvor plav to je
dokaz za jon bakra.
DOKAZ: Cu2+
-jon prisutan.
Ako je rastvor bezbojan
Cu2+
-jon nije prisutan. U
tom slučaju direktno se
proba na Cd2+
uvođenjem
H2S u amonijačni rastvor
ovog katjona. Dolazi do
formiranja žutog taloga. 12.
Ako je rastvor plav dodaje
se rastvor KCN u kapima uz
stalno mešanje sve dok ne
isčezne plava boja.13.
Uvodi se H2S. Dolazi do
formiranja žutog taloga
kadmijum-sulfida.
DOKAZ: Cd2+
-jon prisutan.
TALOG: RASTVOR:
Beo Bi(OH)3 se
ispere sa 0,5 cm3
vode. 10. Talog se
prelije sa 1 cm3
rastvora Sn(OH)4]2‾
Pri čemu dolazi do
izdvajanja eleme-
ntarnog bizmuta u
obliku taloga crne
boje.
DOKAZ: Bi3+
-jon
prisutan
Može da sadrži
[Pb(OH)4]2‾
. 11. U
rastvor se dodaje
CH3COOH do
kisele reakcije (uz
lakmus), i rastvor
K2CrO4. Ako dolazi
do formiranja žutog
taloga olovo-
hromata znači da je
prisutan jon olova.
DOKAZ: Pb2+
-jon
prisutan

40. Analiza katjona
40
2.2.1.4. Primedbe, napomene i zadaci uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona
druge (IIA) analitičke grupe
1. U rastvor za analizu II analitičke grupe dodaje se razblažena HCl, koncentracije 5
mol/dm3
iz više razloga:
*U cilju provere da li je I grupa kvantitativno odvojena. Rastvor posle odvajanja I grupe
katjona ne sme da daje talog sa HCl.
*U cilju suzbijanja hidrolize katjona Bi3+
, Sb3+
i Sn2+
. Ukoliko se usled dodatka HCl
stvara beo talog, treba nastaviti sa dodavanjem HCl, sve dok se talog potpuno ne rastvori.
Povećanjem koncentracije HCl, povećava se koncentracija hidronijum-jona (H3O+
), tako
da se ravnoteža uspostavlja pri višoj ravnotežnoj koncentraciji rastvornih oblika ovih
katjona (Bi3+
i Sb3+
). U slučaju kalaja sa povećanjem koncentracije hlorid-jona stvaraju se
rastvorni hlorid-kompleksi.
Bi3+
+ Cl‾
+ H2O ⇌ BiOCl(s) + 2H+
bizmutil-hlorid, beo
Sb3+
+ Cl‾
+ H2O ⇌ SbOCl(s) + 2H+
Antimonil-hlorid, beo
Sn2+
+ Cl‾
+ H2O → Sn(OH)Cl(s) + H+
+ Cl‾
kalaj(II)-hidroksid-hlorid, beo
2Sn(OH)Cl + 2H+
+ 6Cl‾
→ 2[SnCl4]2‾
+ 2H2O
tetrahlorostanat(II)-jon
Sn4+
+ 4Cl‾
+ H2O → SnOCl2(s) + 2H+
+ 2Cl+
kalaj(IV)-oksid-hlorid, beo
2SnOCl2(s) + 4H+
+ 8Cl‾
→ 2[SnCl6]2‾
+ 2H2O
heksahlorostanat(IV)-jon
*HCl treba dodati i u slučaju ako se u rastvoru ne nalaze katjoni I analitičke grupe, jer se
na taj način vrši podešavanje optimalnog pH za dalje dokazivanje katjona II analitičke
grupe (15 kapi HCl, 5 mol/dm3
u 20 cm3
rastvora za analizu).
*Zbog kvantitativnog razdvajanja katjona II od katjona III analitičke grupe, koncentracija
HCl mora da bude kontrolisana. Kvantitativno razdvajanje ovih katjona vrši se
selektivnim taloženjem njihovih sulfida, a to se postiže kontrolom koncentracije taložnog
reagensa, S2‾
-jona. Kao izvor S2‾
-jona koristi se gasoviti H2S. Vodeni rastvor ove
supstance predstavlja slabu dvobaznu kiselinu (vodonik-sulfidnu) koja u vodi disosuje u
dva stupnja dajući nisku koncentraciju S2‾
-jona.
H2S ⇌ H+
+ HS‾
⇌ H+
+ S2‾
Zbirno: H2S ⇌ 2H+
+ S2‾
=
[ ] [ ‾]
[ ]
= 6,8.
10-23
Koncentracija S2‾
-jona zavisi od koncentracije hidronijum jona, tj. od pH vrednosti
rastvora. U prisustvu HCl, u uslovima povećane koncentracije hidronijum-jona, suzbijena
je disocijacija H2S. Ravnoteža se uspostavlja pri izuzetno niskoj ravnotežnoj
koncentraciji S2‾
-jona:
H2S ⥄ 2H+
+ S2‾
= [
+
]
2
↑[
2‾
]↓
[ 2 ]↑
= 6,8.
10-23
+ Strelice u izrazu za K ukazuju na povećanje, odnosno
H+
smanjenje koncentracija u novim uslovima ravnoteže

41. Analiza katjona
41
U ovim uslovima, niska koncentracija S2‾
jona dovoljna je da se prekorače proizvodi
rastvorljivosti sulfida katjona II analitičke grupe, a nedovoljno je da se prekorače
proizvodi rastvorljivosti sulfida III analitičke grupe. Na taj način ostvaruje se njihovo
kvantitativno razdvajanje.
*Koncentracija HCl mora da bude kontrolisana i zbog kvantitativnog taloženja sulfida
svih katjona II analitičke grupe koji imaju različite proizvode rastvorljivosti. Upravo zbog
toga koncentracija HCl nije isuviše visoka.
*Zašto baš HCl, a ne neka druga kiselina (H2SO4, HNO3 ili CH3COOH)
 H2SO4 se ne dodaje jer bi se taložili neki katjoni II i IV analitičke grupe u obliku
sulfata, npr: PbSO4, BaSO4, SrSO4 i td.
 HNO3 se ne dodaje jer ima oksidaciona svojstva, te bi došlo do oksidacije
taložnog reagensa, H2S do sumpora, S.
3H2S(g) + 2H+
+ 2NO3
‾
→ 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O
 CH3COOH se ne dodaje jer je slaba kiselina, te se ne može dostići optimalna
koncentracija hidronijum jona.
*I primena HCl ima nedostataka. S viškom hlorid-jona Cd2+
-joni mogu da grade
kompleksna jedinjenja tipa [CdCl4]2‾
2. Rastvor H2O2 se dodaje u cilju oksidacije Sn2+
u Sn4+
-jone, jer se u tom slučaju posle
uvođenja H2S dobija talog SnS2 koji se lako rastvara u KOH, za razliku od taloga SnS.
Na taj način se obezbeđuje kvantitativno odvajanje sulfobaza od sulfokiselina kojima
pripada i kalaj.
Vodonik-sulfid se dobija Kipovim aparatom, tehnička HCl na hladno reaguje s granulama
FeS dajući H2S, otrovan gas neprijatnog mirisa.
FeS(s) + 2H+
→ H2S(g) + Fe2+
3. Uvođenje H2S mora da se izvodi pažljivo da bi se kvantitativno odvojili katjoni II
analitičke grupe. Uslovi taloženja: pH, temperatura i vrednost koncentracije pojedinih
jona moraju da budu odgovarajući i za taloženje katjona unutar II analitičke grupe.
Poseban problem predstavlja taloženje arsena i kadmijuma.
*As(V) se u toku uvođenja H2S, redukuje do As3+
, te je neophodno lagano uvoditi H2S,
da bi se reakcija koja je praćena i promenom valentnog stanja i taloženjem izvršila
kvantitativno. Rastvor u kome se vrši taloženje As2S3, mora da bude jako kiseo (da bi se
sprečilo stvaranje koloidnih taloga) i vreo (da bi se povećala redukciona moć H2S).
2H3AsO4 + 5 H2O → As2S3↓ + 2S +8H2O
* Taloženje CdS vrši se tek kada se rastvor razblaži dva puta i kada se rastvor zagreje.
Razblaživanjem rastvora smanjuje se koncentracija S2‾
-jona i na osnovu toga ostvaruje se
mogućnost taloženja CdS, talog koji ima najveću rastvorljivost od svih sulfida katjona II
analitičke grupe. Razblaživanjem se smanjuje i koncentracija hlorid-jona, koja je
nepoželjna jer se može nagraditi CdS tamne boje ili čak rastvorni, hloro-kompleks
kadmijuma [CdCl4]2‾
.

42. Analiza katjona
42
4. U ovom momentu dolazi do razdvajanja sulfobaza od sulfokiselina. Sam naziv ovih
jedinjenja ukazuje na njihovo ponašanje. Sulfidi sulfokiselina imaju kiseo karakter
(analogija između oksida i sulfida) i kao takvi lako se rastvaraju u bazama (KOH, NaOH,
(NH4)2S, (NH4)2S2, Na2S). Sulfidi sulfobaza imaju bazni karakter i kao takvi ne
rastvaraju se u bazama. Izuzetak predstavlja HgS koji se delimično rastvara u KOH
gradeći jone [HgS2]2‾
te se Hg2+
-joni mogu dokazati i u IIB grupi.
SULFOBAZE
5. Sulfidi sulfobaza rastvaraju se u kiselinama: HNO3 (razbl.) izuzev HgS, i u carskoj vodi.
Rastvaranje sulfobaza u razblaženoj HNO3 praćeno je izdvajanjem elementarnog
sumpora (koji se može videti u analizi u obliku žutih lebdećih pahuljica) i gasovitog NO.
Ako se koristi koncentrovana HNO3 izdvaja se gas NO2.
3CuS(s) + 2NO3
‾
+ 8H+
→ 3Cu2+
+ 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O
Izuzetno, ako je HNO3 isuviše koncentrovana može doći do delimične oksidacije PbS u
PbSO4 koji se pojavljuje kao beo talog.
6. HgS se rastvara samo u smeši NaOCl/HCl i u carskoj vodi (3HCl/HNO3), pri čemu dolazi
do oksido-redukcije.
7. Dokazivanje žive je praćeno oksido-redukcijom.
2Hg2+
+ Sn2+
+ 2Cl‾
→ Hg2Cl2(s) + Sn4+
živa(I)-hlorid ili kalomel, beo
Hg2Cl2 + Sn2+
(višak) → 2Hg0
(s) + Sn4+
+ 2Cl‾
crn
8. U ovoj tački analize, rastvorom NH3 vrši se razdvajanje na: talog (katjoni Pb2+
i Bi3+
grade nerastvorne hidrokside) i rastvor (katjoni Cu2+
i Cd2+
grade amonijačne
komplekse), ali je istovremeno ova reakcija i dokazna reakcija za bakar. U trenutku kada
se doda amonijak treba očekivati plavu boju rastvora koja potiče od plave boje
amonijačnog kompleksa bakra i pojavu belog taloga hidroksida olova ili bizmuta.
Amonijačni kompleks kadmijuma nije obojen.
9. Razdvajanje katjona Pb2+
i Bi3+
zasniva se na svojstvu amfoternosti Pb2+
jona
Pb2+
Pb(OH)2(s) [Pb(OH)4]2‾
Beo rastvor
+7OH‾
+2OH‾
(višak)
Bi3+
Bi(OH)3(s) Bi(OH)3(s)
beo beo
*Dokazna reakcija za bizmut:
2Bi(OH)3(s) + 3[Sn(OH)4]2‾
→ 2Bi0
(s) + 3[Sn(OH)6]2‾
tetrahidroksostanat(II)-jon heksahidroksostanat(IV)-jon

43. Analiza katjona
43
10. Reagens [Sn(OH)4]2‾
(ili natrijum stanit, Na2SnO2), se mora pripremiti svež tako što se na
2-3 kapi rastvora SnCl2 uz mešanje dodaje rastvor NaOH u kapima sve dok se nagrađeni,
beo talog ne rastvori.
Sn2+
+ OH‾
⇌ Sn(OH)2(s) beo
Sn(OH)2 + 2OH‾
(višak) ⇌ [Sn(OH)4]2‾
11. Dokazna reakcija za olovo.
12. U amonijačni rastvor, u kome se bakar (plav) i kadmijum (bezbojan) nalaze u obliku
amonijačnih kompleksa, dodaje se rastvor KCN s kojim se stvaraju bezbojni, cijanidni
kompleksi bakra i kadmijuma. Ovo prevođenje jednog oblika kompleksa u drugi, radi se
u cilju dokazivanja kadmijuma bez mehaničkog odvajanja bakra iz rastvora. Kada bi se
H2S uveo u rastvor u kome se ovi joni nalaze u obliku amonijačnih kompleksa došlo bi
do taloženja i jednog i drugog sulfida.
2[Cu(NH3)4]2+
+ 5CN‾
+ H2O → 2[Cu(CN)2]‾
+ CNO‾
+ 6NH3(aq) + 2NH4
+
tetraaminbakar(II)-jon dicijanokuprat(I)-jon, bezbojan rastvor
[Cd(NH3)4]2+
+ 4CN-
+ H2O⇌ [Cd(CN)4]2+
+ 4NH3
tetracijanokadmijat(II)-jon, bezbojan rastvor
[Cd(CN)4]2+
⇌ Cd2+
+ 4CN‾
Cd2+
+ H2S ⇌ CdS(s) + 2H+
Na osnovu analize podataka o konstantama ravnoteže za reakcije koje se mogu odigravati
u ovom rastvoru, može se doneti zaključak o najverovatnijem toku odigravanja reakcija
za dokazivanje ova dva katjona.
 Amonijačni rastvor
Cu2+
+ 4NH3(aq) ⇌ [Cu(NH3)4]2+
, plav K =
[⟦ ( ) ⟧ ]
[ ][ ]
= 2,0·1014
Cd2+
+ 4NH3(aq) ⇌ [Cd(NH3)4]2+
, bezbojan K =
⟦ ( ) ⟧
[ ][ ]
= 1,3·107
Cu2+
+ H2S → CuS(s) + 2H+
CuS(s) ⇌ Cu2+
+ S2‾
KCuS=[Cu2+
]·[S2‾
] = 4,0·10-35
Cd2+
+ H2S → CdS(s) + 2H+
CdS ⇌ Cd2+
+ S2‾
KCdS=[Cd2+
][S2-
] = 6,0·10-27
 Cijanidni rastvor
Cu+
+ 2CN‾
⇌ [Cu(CN)2]‾
, bezbojan K =
[[⟦ ( ) ⟧‾]
[ ][ ‾]
= 2,0·1027
Cd2+
+ 4CN‾
⇌ [Cd(CN)4]2‾
, bezbojan K =
[⟦ ( ) ⟧ ‾]
[ ][ ‾]
= 7,1·1018
Cd2+
+ H2S ⇌ CdS(s) + 2H+
KCdS=[Cd2+
][S2‾
] = 6,0·10-27
žut talog
Cijanidni kompleks bakra(I)-jona je izuzetno stabilan, stabilniji od amonijačnog.
Koncentracija bakar(I)-jona je nedovoljna da se postigne taloženje bakar-sulfida.
Koncentracija Cd2+
-jona koja nastaje disocijacijom cijanidnog kompleksa kadmijuma je
međutim, dovoljno velika da se u ovim uslovima taloži kadmijum-sulfid. Bakar ostaje sve
vreme u rastvoru u obliku stabilnog kompleksnog dicijanokuprat(I)-jona što predstavlja
posebnu ekskluzivnost-dokazivanje jednog jona pored drugog bez razdvajanja.
13. Dokazna reakcija za kadmijum

44. Analiza katjona
44
Vežba br. Naziv vežbe:
Datum:
Dokazano:
Vežbu
primio:

45. Analiza katjona
45
TEST
1. Napisati reakcije identifikacije za katjone IIA grupe.
2. Navesti jeadn jedini reagens kojim se mogu razlikovati sledeći joni:
Cd2+
i Cu2+
Bi3+
i Pb2+
Hg2+
i As3+
3. U rastvorima kojih reagenasa se rastvara talog HgS.
4. Čime se vrši maskiranje jona Cu2+
u rastvoru a u cilju dokazivanja jona Cd2+
.
5. Koliko je potrebno supstance KOH za pripremanje 250 cm3
rastvora kalijum-hidroksida
koncentracije 2mol/dm3
.
6. Kako se zove reagens Na2SnO2 i objasniti način pripremanja

46. Analiza katjona
46
2.2.2. Određivanje katjona druge analitičke grupe (podgrupa B-sulfokiseline)
Katjoni ove podgrupe su: As3+
, Sb3+
, Sn2+
odnosno Sn4+
. Grupni taložni reagens za katjone ove
grupe je H2S iz kiselih rastvora
Dokazne reakcije za aresen(III)-jon, As3+
.
Iz kiselih rastvora trovalentnog arsena, arsen se taloži pomoću vodonik-sulfida u obliku žutog
taloga arsen-sulfida, As2S3.
2H3AsO3 + 3H2S → As2S3(s) + 6H2O
žut
Arsen-sulfid rastvara rastvor KOH gradeći tetrahidroksoarsenat(III)-jon i tritioarsenat(III)-jon.
As2S3 + 4OH‾
⇌ [AsS3]3‾
+ [As(OH)4]‾
tritioarsenat(III)-jon tetrahidroksoarsenat(III)-jon
Ponovnim zakišeljavanjem rastvora izdvaja se žuti talog arsen-sulfida, As2S3.
[AsS3]3‾
+ [As(OH)4]‾
+ 4H+
⇌ As2S3(s) + 4H2O
Kvantitativno razdvajanje arsena od žive postiže se amonijum-hidroksidom koji rastvara arsen-
sulfid.
As2S3 + 4NH3(aq) + 4H2O ⇌ [AsS3]3‾
+ [As(OH)4]‾
+ 4NH4
+
Zakišeljavanjem rastvora azotnom kiselinom ponovo se taloži žuti talog arsen-sulfida.
[AsS3]3‾
+ [As(OH)4]‾
+ 4H+
⇌ As2S3(s) + 4H2O
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za arsen.
Dokazne reakcije za antimon(III)-jon, Sb3+
.
Iz kiselih rastvora trovalentnog antimona, antimon se taloži u prisustvu vodonik-sulfida u obliku
narandžastog taloga antimony-sulfida, Sb2S3.
2Sb3+
+ 3H2S → Sb2S3(s) + 6H+
narandžast
Antimon-sulfid rastvara KOH gradeći rastvorna kompleksna jedinjenja
tetrahidroksoantimonat(III)-jon i tritioantimonat(III)-jon.
Sb2S3 + 4OH‾
⇌ [SbS3]3‾
+ [Sb(OH)4]‾
tritioantimonat(III)-jon tetrahidroksoantimonat(III)-jon
Zakišeljavanjem rastvora rastvorom azotne kiseline ponovo se taloži žuti talog antimon-sulfida.
[SbS3]3‾
+ [Sb(OH)4]‾
+ 4H+
⇌ Sb2S3(s) + 4H2O
Međutim, u višku hlorovodoničnr kiseline antimon-sulfid se rastvara i prelazi u rastvor hloro-
kompleksa.
Sb2S3 + 8Cl‾
+ 6H+
⇌ 2[SbCl4]‾
+ 3H2S(g)
Kad se u kiseo rastvor antimona ubaci gvožđeviti esker dolazi do redukcije antimona pri čemu
Sb3+
-jon prelazi u Sb0
, tj. dolazi do izdvajanja crnog taloga elementarnog antimona na površini
eksera.
2[SbCl4]‾
+ 3Fe(s) → 2Sb(s) + 3Fe2+
+ 8Cl‾
crn
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za antimony.
*Antimon se dokazuje pored kalaja
Dokazne reakcije za kalaj(II)-jon, Sn2+
.
Kalaj se prvo oksiduje iz Sn2+
u Sn4+
-jon u kiseloj sredini (HCl).
Sn2+
+ H2O2 + 2H+
→ Sn4+
+ 2H2O

47. Analiza katjona
47
Uvođenjem vodonik-sulfida u kiseo rastvor četvorovalentnog kalaja dolazi do taloženja kalaja u
obliku žutog taloga kalaj-sulfida, SnS2.
Sn4+
+ 2H2S → SnS2(s) + 4H+
žut
Kalaj-sulfid rastvara rastvor KOH gradeći rastvorna kompleksna jedinjenja
heksahidroksostanit(IV)-jon i tritiostanit(IV)-jon.
SnS2 + 6OH‾
→ 2[SnS3]2‾
+ [Sn(OH)6]2‾
tritiostanit(IV)-jon heksahidroksostanit(IV)-jon
Zakišeljavanjem rastvora rastvorom hlorovodonične kiseline ponovo se taloži žuti talog kalaj-
sulfida
2[SnS3]2‾
+ [Sn(OH)6]2‾
+ 6H+
→ 3SnS2(s) + 6H2O
Međutim, u višku hlorovodonične kiseline kalaj-sulfid se rastvara u prelazi u rastvor hloro-
kompleksa
SnS2(s) + 6Cl‾
+ 4H+
→ 2[SnCl6]2‾
+ 2H2S(g)
Kako se kalaj i antimon dokazuju jedan pored drugog, uvođenjem gvožđevitog eksera u rastvor
dolazi i do redukcije kalaja iz Sn4+
u Sn2+
.
[SnCl6]2‾
+ Fe(s) → Sn2+
+ Fe2+
+ 6Cl‾
Dodavanjem u rastvor merkuri-hlorida, HgCl2 dolazi do formiranja belog taloga merkuro-hlorida
(kalomela) ili živa(I)-hlorida.
Sn2+
+ 2Hg2+
+ 2Cl‾
→ Sn4+
+ Hg2Cl2(s), beo
Ako se HgCl2 doda u višku onda dolazi do izdvajanja crnog taloga elementarne žive.
Sn2+
+ Hg2+
(višak) + 2Cl‾
→ Sn4+
+ Hg0
(s), crn
Pojava belog taloga kalomela ili crnog taloga elementarne žive predstavlja dokaz za kalaj.
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reskciju za kalaj.

48. Analiza katjona
48
2.2.2.1. Tok hemijske analize katjona druge grupe (podgrupa B-sulfokiseline)
2.2.2.2. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona druge (IIB) analitičke grupe
[AsS3]3‾
[As(OH)4]‾
[SbS3]3‾
[Sb(OH)4]‾
[SnS3]2‾
[Sn(OH)6]2‾
bledo-žut rastvor
(1) + HCl(raz.) + H2S
talog
As2S3, Sb2S3, SnS2, HgS
(2) +HCl(konc.)
talog rastvor
As2S3, HgS [SbCl4]‾
, [SnCl6]2‾
(3) + NH3 (5) + Fe
talog rastvor talog rastvor
HgS (crn) [AsS3]3‾
[As(OH)4]‾
Sb (crn) SnCl2
(4) +HNO3 (6) +HgCl2
talog talog
As2S3 (žut) Hg2Cl2 (beo)
ili
Hg (crn)

49. Analiza katjona
49
2.2.2.3. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona druge (IIB) analitičke grupe
RASTVOR:
1. Posle razdvajanja katjona IIA podgrupe, katjoni IIB podgrupe ostaju u obliku rastvora koji sadži
[AsS3]3‾
, [As(OH)4]‾
, [SbS3]3‾
, Sb(OH)4]‾
, [SnS3]2‾
, [Sn(OH)6]2‾
i eventualno [HgS2]2‾
.
Rastvoru u epruveti se dodaje 1:1 HCl u kapima uz mešanje, sve dok rastvor ne postane kiseo
(lakmus). Odmah po zakišeljavanju može da se javi talog koji ukazuje na stvaranje: As2S3, Sb2S3,
SnS2 i HgS. Bez obzira na stvoreni talog analiza se zagreje u vodenom kupatilou i u vreo rastvor
se uvodi H2S (2-3 minuta) da bi taloženje sulfida bilo potpuno. Centrifugira se. Talog se ispere sa
malo vode.
2. Talog se prelije sa 0,5-1 cm3
koncentrovane HCl (10 kapi), stavi u vrelo vodeno kupatilo 2 do
3 minuta uz često mešanje. Centrifugira se.
TALOG: RASTVOR:
Talog sadrži: As2S3, HgS. Ako je žut, sadrži samo
As2S3, ispere se sa 5 kapi vode i tečnost odbaci.
3.Talog se prelije sa 0,5 cm3
(6 kapi) razblaženog
rastvora NH3 dobro izmeša i centrifugira.
Posle izdvajanja jona žive i arsena, rastvor
može da sadrži [SbCl4]‾
, [SnCl6]2‾
.
5.Rastvoru se doda čist gvozdeni esker
(prethodno prokuvan u 1:1 HCl), i kuva na
vodenom kupatilu 3-5 minuta. Ekser se
izvadi. Pojava crnog taloga na ekseru
ukazuje na izdvajanje elementarnog
antimona.
DOKAZ: Sb3+
-jon prisutan
6. Rastvor se odvoji, dodaju se dve kapi
rastvora HgCl2. Pojava belog sedefastog
taloga kalomela, Hg2Cl2 ili sivog taloga
ukazuju na postojanje kalaj(II)-jona.
DOKAZ: Sn2+
-jon prisutan.
TALOG: RASTVOR:
Ako postoji crni
taloga, onda je
evidentno postojanje
živa(II)-sulfida.
DOKAZ: Hg2+
-jon
prisutan.
U rastvor se doda
razblažena HNO3 4., do
kisele reakcije. Formiranja
žutog taloga arsen-sulfida,
As2S3 ukazuje na prisustvo
arsen(III)-jona.
DOKAZ: As3+
-jon prisutan.

50. Analiza katjona
50
2.2.2.4. Primedbe, napomene i zadaci uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona
druge (IIB) analitičke grupe
1. Dodavanjem razblažene HCl u rastvor soli sulfokiselina grade se odgovarajući teško
rastvorni sulfide i izdvaja se gasoviti H2S.
[SbS3]3‾
+ 3H+
⇌ H3SbS3
triantimonit jon tioantimonitna kiselina
2H3SbS3 → Sb2S3(s) + 3H2S(g)
2. Dodatkom HCl (1:1) dolazi do rastvaranja sulfide antimona I kalaja I njihovog
razdvajanja od taloga As2S3 koji je nerastvoran. U rastvoru se nalaze odgovarajući
hloridni kompleksi antimona i kalaja.
SnS2(s) + 4H+
→ Sn4+
+ 2H2S
Sn4+
+ 6Cl‾
⇌ [SnCl6]2‾
heksahlorostanat(IV)-jon
Sb2S3(s) + 6H+
→ 2Sb3+
+ 3H2S(g)
Sb3+
+ 4Cl‾
⇌ [SnCl4]‾
tetrahloroantimonat(III)-jon
3. Arsen(III)-sulfid se rastvara u amonijaku, amonijum-karbonatu, amonijum-sulfidu,
amonijum-disulfidu i u kalijum-hidroksidu.
4. Dokazna reakcija za arsen.
Dodavanjem razblažene HNO3 u rastvor arsenovih sulfosoli, (NH4)3AsS3, grade se
odgovarajući teško rastvorni sulfidi i izdvaja se gasoviti H2S.
[AsS3]3‾
+ 3H+
⇌ H3AsS3
triarsenit jon tioarsenitna kiselina
2H3AsS3 → As2S3(g) + 3H2S(g)
5. Dokazna reakcija za antimon.
*Istovremeno je kalaj pripremljen za njegovo dokazivanje u narednoj fazi analize.
[SnCl6]2‾
+ Fe(s) → [SnCl4]2‾
+ Fe2+
+ 2Cl‾
6. Dokazna reakcija za kalaj.
Na osnovu detaljne analize principa zastupljenih u analizi katjona II analitičke grupe
može se konstatovati da su u toku analize korišćeni sledeći efekti:
*formiranje teško rastvornih taloga (sulfida i hidroksida),
*selektivno rastvaranje taloga različitim reagensima (KOH, HNO3, NaOCl/HCl, NH3,
HCl),
*formiranje kompleksnih jedinjenja (bakra, kadmijuma, antimona i kalaja) i maskiranje
(formiranje cijanidnog kompleksa bakra),
*oksidaciono-redukcione reakcije (bizmuta, antimona i kalaja),
*amfoternost (razdvajanje olova od biznuta).

51. Analiza katjona
51
Vežba br. Naziv vežbe:
Datum:
Dokazano:
Vežbu
primio:

52. Analiza katjona
52
TEST
1. Napisati dokazne reakcije koje prate tok sistematske analize svih katjona IIB analitičke grupe.
2. Navesti reagens kojim se mogu razdvojiti HgS i As2S3.
3. As2S3 se taloži: a) iz kisele sredine pomoću:
b) iz bazne sredine pomoću:
4. Dokazivanje žive(II)-jona je praćeno procesom oksido-redukcije. Objasniti.
5. Koliko cm3
HCl, konc. i vode treba uzeti za pripremanje 250 cm3
rastvora koncentracije (1:1).
6. Koliko cm3
koncentrovanog rastvora amonijum-hidroksida treba uzeti za pripremanje 250 cm3
rastvora amonijum-hidroksida koncentracije 2,5 mol/dm3
.

53. Analiza katjona
53
2.3. Određivanje katjona treće analitičke grupe
Katjoni treće analitičke grupe su: Fe2+
, Al3+
, Cr3+
, Mn2+
, Co2+
, Ni2+
, Zn2+
. Samo su vodeni
rastvori soli Al3+
i Zn2+
-jona bezbojni, dok su vodeni rastvori svih ostalih katjona obojeni: Fe2+
-
bledo zelen, Mn2+
-bledo ružičast, Cr3+
-zelen, Co2+
-ružičast i Ni2+
-zelen. Dokazivanje katjona
treće analitičke grupe vrši se iz vodenih rastvora (mokrim putem).
Taloženje ovih katjona vrši se u baznoj sredini (pH≈9), u prisustvu amonijačnog pufera
(NH3/NH3Cl), pri čemu se jedni katjoni talože i dokazuje kao hidroksidi (IIIA-podgrupa), a drugi
kao sulfidi (IIIB-podgrupa).
2.3.1. Određivanje katjona treće (IIIA) analitičke grupe
Grupni taložni reagens za katjone ove grupe je NH4OH, a taloženje se vrši u prisustvu NH4Cl
koji se dodaje zbog regulisanja vrednosti pH rastvora (puferska smeša). Pri vrednosti pH≈9
moguće je taloženje samo teško rastvornih hidroksida katjona III grupe i to: Fe3+
, Al3+
, Cr3+
i Mn2+
, zbog čega su ovi katjoni svrstani u IIIA podgrupu.
U cilju razdvajanja i kvalitativnog dokazivanja katjona ove grupe potrebno je da se gvožđe(II)-
jon ili fero-jon (kako se najčešće javlja u svojim jedinjenjima) prevede u gvožđe(III)-jon ili feri
jon čiji su vodeni rastvori soli žute boje. Oksidacija Fe2+
u Fe3+
vrši se koncentrovanim
rastvorom HNO3 uz zagrevanje.
Fe2+
+ 2H+
+ NO3
‾
→ Fe3+
+ NO2(g) + H2O
*U toku taloženja II analitičke grupe vodonik-sulfidom Fe3+
-jon se redukuje do Fe2+
-jona. 2Fe3+
+ H2S → 2Fe2+
+ S(s) 2H+
Dokazne reakcije za gvožđe(III)-jon, Fe3+
.
Amonijum-hidroksid taloži gvožđe(III)-jon u obliku mrkog taloga Fe(OH)3 ili taloga boje rđe.
Fe3+
+ 3NH3(aq) + 3H2O → Fe(OH)3(s) + 3NH4
+
Gvožđe-hidroksid ne pokazuje amfoterna svojstva pa ga i ne rastvara NaOH, rastvara ga azotna
kiselina.
Fe(OH)3 + 3H+
→ Fe3+
+ 3H2O
Gvožđe(III)-jon se dokazuje uvođenjem u rastvor kalijum-heksacijanoferata (K4[Fe(CN)6]). Ovaj
reagens taloži gvožđe u obliku kompleksnog jedinjenja plave boje (mastilo plavo) fero-feri-
cijanida (Fe4[Fe(CN)6]3). Karakteristično za ovo jedinjenje što se u njemu gvožđe javlja u dva
oksidaciona stanja i to: Fe2+
i Fe3+
.
4Fe3+
+3[Fe(CN)6]4‾
→ Fe4
3+
[Fe2+
(CN)6]3(s
gvožđe(III)-heksacijanoferat(II), plav
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za Fe3+
-jon.
*Gvožđe se u rastvoru dokazuje pored mangana.
Dokazne reakcije za mangan(II)-jon, Mn2+
.
Mangan(II)-jon se u prisustvu amonijum-hidroksida (pH≈9) taloži u obliku belog taloga mangan-
hidroksida, Mn(OH)2.
Mn2+
+ 2NH3(aq) + 2H2O → Mn(OH)2(s) + 2NH4
+
beo
Karakteristično za jon mangana da se u različitim sredinama javlja u različitim oksidacionim
stanjima. U baznoj sredini (NaOH) u prisustvu vodonik-peroksida (H2O2), mangan iz Mn2+
oksidacionog stanja prelazi u Mn4+
tj. oksiduje se.

54. Analiza katjona
54
Mn2+
(OH)2(s) + H2O2 → Mn4+
O2
.
H2O(s) + H2O
beo talog mrki talog
U kiseloj sredini (HNO3), u prisustvu H2O2, mangan iz Mn4+
oksidacionog stanja prelazi u Mn2+
.
Mn4+
O2
.
H2O + H2O2 + 2H+
→ Mn2+
+ O2(g) + 3H2O
Dalje, u kiseloj sredini (u prisustvu HNO3), mangan se dokazuje pomoću natrijum-bizmutata
(NaBiO3) ili olovo-dioksida (PbO2), pri čemu Mn2+
prelazi u Mn7+
i gradi ljubičasti rastvor
manganove kiseline.
2Mn2+
+ 5BiO3
‾
+ 14H+
→ 2(Mn7+
O4)‾
+ 5Bi3+
+ 7H2O
ljubičast
2Mn2+
+ PbO2(s) + 4H+
→ 2(Mn7+
O4)‾
+ 5Pb2+
+ 2H2O
ljubičast
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za mangan(II)-jon.
*Mangan se u rastvoru dokazuje pored gvožđa.
Dokazne reakcije za aluminijum(III)-jon, Al3+
.
Aluminijum(III)-jon se u prisustvu amonijum-hidroksida (pH≈9), taloži u obliku belog taloga
aluminijum-hidroksida, Al(OH)3.
Al3+
+ 4OH‾
⇌ Al(OH)3
Aluminijum pokazuje amfoterna svojstva i u višku hidroksida se rastvara prelazeći u oblik
rastvornog komleksnog jedinjenja aluminijumtetrahodrokso-jona.
Al(OH)3 + NaOH ⇌ Na[Al(OH)4] – natrijum-tetrahidrokso-aluminat(III)
bezbojan
Ako se na rastvor aluminata deluje kiselinom, prvo se taloži Al(OH)3, koji se u višku kiseline
rastvara:
Na[Al(OH)4] + HCl ⇌ Al(OH)3 + NaCl + H2O
Al(OH)3 + HCl ⇌ AlCl3(aq) (Al3+
+ 3Cl-
) + 3H2O
Međutim, kada se rastvor učini baznim sa amonijum-hidroksidom ( uz lakmus), uz zagrevanje na
vodenom kupatilu dolazi do izdvajanja belog želatinoznog taloga aluminijum-hidroksida.
Al3+
+ 3NH3(aq) + 3H2O ⇌ Al(OH)3(s) + 3NH4
+
beo
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za aluminijum(III)-jon
*Aluminijum(III)-jon se dokazuje pored hrom(III)-jona
Dokazne reakcije za hrom(III)-jon, Cr3+
.
Hrom(III)-jon se u prisustvu amonijum-hidroksida (pH≈9), taloži u obliku sivo-zelenkastog
taloga hrom-hidroksida, Cr(OH)3.
Cr3+
+ 3NH3(aq) + 3H2O → Cr(OH)3(s) + 3NH4
+
U baznoj sredini u prisustvu vodonik-peroksida (H2O2) hrom-hidroksid se rastvara (žut rastvor) i
prelazi iz Cr3+
u Cr6+
-jon, tj oksiduje se.
2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4OH‾
→ 2CrO4
2‾
+ 8H2O
Nastali hromat-jon u prisustvu sirćetne kiseline,sa olovo-acetatom daje žuti talog olovo-hromata.
2CrO4
2‾
+ 2H+
⇌ Cr2O7
2‾
+ H2O
žut rastvor narandžast
Cr2O7
2‾
+ 2Pb2+
( ( ) ) + H2O → PbCrO4(s) + 2H+
žut
Ova reakcija predstavlja specifičnu, dokaznu reakciju za hrom(III)-jon.
*Hrom(III)-jon se dokazuje pored aluminijum(III)-jona.

55. Analiza katjona
55
2.3.1.1. Tok hemijske analize katjona treće (IIIA) analitičke grupe
2.3.1.2. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona treće (IIIA) analitičke grupe
Fe2+
Mn2+
Al3+
Cr3+
Co2+
Ni2+
Zn2+
bledozelen bledoružičas bezbojan zelen ružičast zelen bezbojan
(1) HNO3 (konc.)
Fe3+
Mn2+
Al3+
Cr3+
Co2+
Ni2+
Zn2+
(2) + NH3/NH4Cl
talog: IIIA rastvor: IIIB
Hidroksidi: Fe3+
, Mn2+
, Al3+
, Cr3+
Kompleksni joni Co2+
, Ni2+
, Zn2+
i jon Mn2+
TALOG: IIIA grupa
Fe(OH)3(mrka-boja rđe), Al(OH)3(beo), Cr(OH)3(sivo-zelen), Mn(OH)2(beo)
(3) + NaOH/H2O2
Talog Rastvor
Fe(OH)3, MnO2
.
xH2O [Al(OH)4]‾
CrO4
2‾
(4) + HNO3/H2O2 (7) + HCl (9) + CH3COOH
rastvor rastvor rastvor
Fe3+
Mn2+
Al3+
Cr2O7
2-
(5) + K4[Fe(CN)6] (6) + NaBiO3 (8) + NH3 (10) + Pb(CH3COO)2
talog rastvor talog talog
Fe4[Fe(CN)6]3 MnO4
‾
Al(OH)3 PbCrO4
plav ljubičast beo žut

56. Analiza katjona
56
2.3.1.3. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona treće (IIIA) analitičke grupe
Kada se radi kompletna analiza katjona:
Bistara rastvor koji se dobija nakon taloženja i centrifugiranja sulfida II analitičke grupe, sadrži
katjone III, IV i V grupe. Ovaj rastvor se prebaci u čašu, dotera se zapremina do 25 cm3
i kuva
dok se H2S ne ukloni. Prisustvo H2S se proverava tako što se na otvor suda prinese filter hartija
prethodno natopljena rastvorom olovo-acetata koncentracije 5 mol/dm3
. Ukoliko se pojavi crna
mrlja na hartiji, H2S je prisutan, u suprotnom H2S je uklonjen iz rastvora.
Kada se rade samo katjoni IIIA grupe:
1. Dodaje se 3 kapi konc. HNO3 i kuva u cilju oksidacije Fe2+
u Fe3+
. Zapremina rastvora u
ovom momentu treba da bude 1-2 cm3
. Rastvor se prebaci u epruvetu.
2. Rastvoru se doda 1 cm3
20 %-nog rastvora NH4Cl ili na vrh špatule čvrstog NH4Cl, a zatim
se dodaje NH3 koncentracije 5 mol/dm3
sve dok pada talog i dok rastvor ne postane alkalan
(uz lakmus). Zatim se doda još 0,5 cm3
(6 kapi) konc. NH3 i zagreva na vodenom kupatilu uz
mešanje štapićem 1-2 minuta. Centrifugira se. U talogu se nalazi IIIA, a u rastvoru IIIB (i ako
se radi kompletna analiza još i katjoni IV i V grupe).
TALOG:
Ispere se sa malo razblaženog NH3. Može da sadrži Fe(OH)3, Al(OH)3, Cr(OH)3 i MnO2
.
xH2O.
3. Talogu se doda 2 cm3
rastvora NaOH koncentracije 5 mol/dm3
i promeša, zatim se doda 1
cm3
3 % rastvora H2O2. Kuva se oko 5 min sve dok se izdvaja koseonik. Centrifugira se.
TALOG: RASTVOR:
Može da sadrži Fe(OH)3 i MnO2
.
xH2O. Ispere
se sa nekoliko kapi vrele vode ili 2 % NH4NO3.
4. Talog se rastvori u 1,5 cm3
razblažene HNO3
i kuva na vodenom kupatilu 5 min, dok se talog
ne rastvori. Dodaju se 2-3 kapi 3 % H2O2 i
zagreva još na vodenom kupatilu. Rastvor se
podeli u dva dela.
5. Prvom delu se doda 1 kap rastvora
K4[Fe(CN)6]. Formiranje mastilo plavog taloga
ukazuje na feri-fero-cijanid.
DOKAZ: Fe2+
-jon prisutan.
6. Drugi deo rastvora se razblaži sa 1 cm3
vode,
doda se 10 mg NaBiO3 i zagreva na vodenom
kupatilu 1 min uz energično mešanje. Ostavi se
da se talog slegne. Ljubičasta boja rastvora
iznad taloga ukazuje na rastvor MnO4
‾
jona.
DOKAZ: Mn2+
-jon prisutan.
Može da sadrži: [Al(OH)4]‾
, CrO4
2‾
. Rastvor
se podeli u dva dela.
7. Prvi deo se zakiseli razblaženom HCl
(lakmus).
8. Zatim se rastvor učini baznim dodatkom
razblaženog rastvora NH3 (lakmus). Zagreva
se na vodenom kupatilu 1 min. Formiranje
belog želatinoznog taloga ukazuje na
Al(OH)3.
DOKAZ: Al3+
-jon prisutan.
9.Drugi deo se zakiseli sa CH3COOH.
10. Zatim se doda 1 kap rastvora
Pb(CH3COO)2. Formirani žuti talog
ukazuje na PbCrO4.
DOKAZ: Cr3+
-jon prisutan.

57. Analiza katjona
57
2.3.1.4. Primedbe, napomene i zadaci uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona
treće (IIIA) analitičke grupe
Pre svake analize zabeležiti boju rastvora za analizu. Ako je prisutan talog, zabeležiti boju
taloga
1. U rastvor III analitičke grupe dodaje se konc. HNO3 da bi se izvršila oksidacija Fe2+
u
Fe3+
jone.
Fe2+
+ 2H+
+ NO3
‾
→ Fe3+
+ NO2(g)+ H2O
Gvožđe(II)-joni nisu poželjni jer se u toku dalje analize može nagraditi talog Fe(OH)2 (Ks
= 10-16
), koji je znatno rastvorljiviji od taloga Fe(OH)3 (Ks = 10-38
).
Do redukcije Fe3+
jona dolazi u toku uvođenja H2S prilikom taloženja sulfida katjona II
analitičke grupe.
2Fe3+
+ H2S → 2Fe2+
+ 2H+
+S
2. Rastvorom puferske smeše NH3/NH4Cl održava se pH oko 9 što je izuzetno važno zbog:
*kvantitativnog odvajanja katjona III od katjona V analitičke grupe (magnezijuma),
*razdvajanja IIIA od IIIB grupe.
Kada bi se u rastvor katjona III i katjona drugih analitičkih grupa dodao samo rastvor
razblaženog NH3 staložili bi se svi katjoni III analitičke grupe u obliku hidroksida, ali bi
se staložio i Mg(OH)2.
Rastvor NH3 je pogodan jer sadrže reagense za stvaranje karakterističnih jedinjenja IIIA i
IIIB grupe
NH3 + H2O ⇌ NH4 + OH‾
reagens za stvaranje amonijačnih Reagens za stvaranje taloga
kompleksa IIIB grupe hidroksida IIIA grupe
Katjoni IIIA podgrupe sa amonijakom grade teško rastvorne hidrokside, IIIB podgrupa
stabilne amonijačne komplekse. Mn2+
-jon se nalazi i u jednoj i u drugoj podgrupi.
Mangan hidroksid je najrastvorljiviji od svih hidroksida (Ks ≈ 10-14
). U koliko se Mn2+
-
jon dokaže u IIIA podgrupi nije ga neophodno analizirati i u IIIB.
3. Na talog katjona IIIA podgrupe dodaje se NaOH i H2O2 iz nekoliko razloga:
*Natrijum-hidroksid se dodaje da bi se iskoristio efekat amfoternosti katjona Al3+
. Usled
stvaranja rastvornih hidrokso-kompleksa ovaj katjon ostaje u rastvoru.
Al3+
+ 4OH‾
⇌ Al(OH)3 + OH‾
⇌ [Al(OH)4]‾
*Vodonik-peroksid se dodaje da bi se Cr(III)-joni oksidovali u CrO4
2‾
-jone. Šestovalentni
hrom nema amfoterna svojstva i kao takav ne ometa dokazivanju aluminijuma.
2Cr(OH)3(s) + 3H2O2 + 4OH‾
→ 2CrO4
2‾
+ 8H2O
U ovom momentu dolazi do potpune oksidacije mangana iz Mn(II) u Mn(IV) oblik.
Mn(OH)2(s) + H2O2 →MnO2
.
H2O(s) + H2O
4. Rastvor HNO3 i H2O2 se dodaje u cilju rastvaranja taloga Fe(OH)3, MnO2
.
xH2O i u cilju
redukcije mangana(IV) do mangana(II) čime se mangan dovodi u pogodan oblik za
izvođenje dokazne reakcije.

58. Analiza katjona
58
5. Dokazna reakcija za gvožđe.
6. Dokazna reakcija za mangan.
7. Dodavanjem HCl povećava se koncentracija hidronijum-jona i uspostavlja se stanje
ravnoteže u kojem dominiraju Al3+
-joni.
[Al(OH)4]‾
+ 4H3O+
⇌ Al3+
+ 8H2O
8. Dokazna reakcija za aluminijum zasniva se na amfoternosti aluminijuma.
9. Dodavanjem sirćetne kiseline podešava se sredina za dokazivanje hroma, teško rastvorni
hromati su nerastvorni u sirćetnoj kiselini.
CH3COOH
Cr2O7
2‾
+ 2Pb2+
+ H2O PbCrO4(s) + 2H+
10. Dokazna reakcija za hrom.

59. Analiza katjona
59
Vežba br. Naziv vežbe:
Datum:
Dokazano:
Vežbu
primio:

60. Analiza katjona
60
TEST
1. Napisati dokazne reakcije za sve katjone IIIA grupe sledeći tok sistematske analize.
2. Navesti reagens kojim se mogu razlikovati jedinjenja.
Cr3+
i Ni2+
Al3+
i Zn2+
3. Objasni oksidaciona stanja gvožđa u jedinjenjima: Fe4[Fe(CN)6]3 i K4[Fe(CN)6] i dati
njihove hemijske nazive.
4. Objasniti oksido-redukciona ponašanja mangana u zavisnosti od uslova sredine.
5. Koliko treba g NH4Cl za pripremanje 250 cm3
20 % rastvora.
6. Koliko treba g Pb(CH3COO)2 za pripremanje 250 cm3
rastvora koncentracije 5 mol/dm3
.