Identifikasi Kation

Analisa kualitatif dapat dilakukan pada bermacam-macam skala dalam analisis makro. Kuantitas zat yang dikerjakan 0.5-1 gram, volume larutan yang diambil untuk analisis sekitar 0.05 gram dan volume larutan sekitar 1 ml.

Analisis kualitatif menggunakan dua macam uji, yaitu reaksi kering dan reaksi basah. Reaksi kering diterapkan untuk zat  padat. Sedangkan reaksi basah untuk zat dalam larutan.

Pada reaksi basah diperlukan suatu reagensia golongan secara sistematik, dapat kita tetapkan ada tidaknya golongan-golongan kation dan dapat juga memisahkan golongan-golongan ini untuk pemeriksaan lebih lanjut. Reagensia golongan-golongan yang dipakai untuk klasifikasi kation yang paling umum adalah asam klorida, hidrogen, sulfida, ammonium sulfida, dan ammonium karbonat. Klasifikasi ini didasarkan atas apakah suatu kation bereaksi dengan reagensia-reagensia ini dengan membentuk endapan atau tidak. Dengan demikian,  klasifikasi kation yang paling umum, didasarkan atas perbedaan kelarutan dari perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, dan karbonat dari kation-kation tersebut.

Kelima golongan kation dan ciri-ciri khas golongan-golongan ini adalah sebagai berikut :

a.      Golongan I

 Kation golongan I membentuk endapan dengan asam klorida encer. Ion-ion golongan ini adalah timbel, merkurium(I), raksa, dan perak.

Pereaksi golongan   : asam klorida encer (2M).

Reaksi golongan       :  endapan putih timbel klorida (PbCl₂), merkurium(I)  klorida (H₂Cl₂₎, dan perak klorida (AgCl).

Kation golongan pertama, membentuk klorida-klorida yang tidak larut. Namun, timbel klorida sedikit larut dalam air, dan karena itu timbel tidak pernah mengendap dengan sempurna bila ditambahkan asam klorida encer pada suatu cuplikan; ion timbel yang tersisa itu diendapkan secara kuantitatif dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam bersama kation golongan kedua.

b.  Golongan II  

Kation golongan ini tidak bereaksi dengan asam klorida, tetapi membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Ion-ion golongan ini adalah merkurium(II), tembaga, bismut, kadmium, arsenik(III), arsenik(V), stibium(III), stibium(V), timah(II), timah(III), dan timah(IV).

Reagensia golongan    : hidrogen sulfida ( gas atau larutan jenuh )

Reaksi golongan          :  endapan dengan berbagai warna : merkurium(II), sulfida, HgS(hitam), timbel(II) Sulfida, PbS(hitam), Tembaga(II), CuS(hitam), Kadmium sulfida, CdS(kuning), bismut(III) sulfida, Bi₂S₃(coklat), Arsenik(III)sulfida, As₂S₃(kuning), arsenik(V) sulfida(kuning), stibium(III).

As₂O₃ + 6HCl → 2As³⁺ + 6Cl⁻ + 3H₂O

Disamping itu arsenik(III) oksida larut pula dalam natrium hidroksida(2M) yang membentuk ion arsenit:      As₂O₃ + 6OH⁻  →  2AsO3³⁻ + 3H₂O

c.  Golongan III 

Kation ini tidak bereaksi dengan asam klorida encer, ataupun dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Namun, kation ini membentuk endapan dengan ammonium sulfida dalam suasana netral atau amoniakal. Kation-kation golongan ini adalah kobalt(II), nikel(II), besi(III), kromium(III), aluminium, zink, dan mangan(II).

Reagensia golongan : hidrogen sulfida (gas atau larutan air jenuh) dengan adanya amonia dan ammonia klorida, atau larutan ammonia sulfida.

Reaksi golongan :        endapan-endapan dengan berbagai warna : besi(II), sulfida(hitam), aluminium hidroksida(putih), kromium(III) hidroksida(hijau), nikel sulfida (hitam), kobalt sulfida (hitam), mangan(II) sulfida (merah jambu), dan zink sulfida (putih).

Logam-logam golongan ini tidak diendapkan oleh reagensia golongan untuk golongan I dan II, tetapi semuanya diendapkan dengan adanya ammonium klorida. Oleh hidrogen sulfida dari larutan yang telah dijadikan basa dengan larutan ammonia. Logam-logam ini diendapkan sebagai sulfida, kecuali aluminium dan kromium, yang diendapkan sebagai hidroksida karena hidrolisis yang sempurna dari sulfida dalam larutan air. Besi, aluminium, dan kromium (sering disertai dengan sedikit mangan ) juga diendapkan sebagai hidroksida oleh larutan ammonia dengan adanya ammonium klorida, sedang logam-logam lain dari golongan ini tetap berada dalam larutan dan dapat diendapkan sebagai sulfida oleh hidrogen sulfida. Maka golongan ini biasa dibagi menjadi golongan besi ( besi, aluminium dan kromium ) atau golongan IIIA. Dan golongan zink ( nikel, kobalt, mangan dan zink ) atau golongan IIIB.

d.  Golongan IV 

Kation golongan ini tidak bereaksi dengan golongan I, II, dan III. Kation-kation ini membentuk endapan dengan ammonium karbonat dengan adanya ammonium klorida, dalam suasana netral atau sedikit asam. Kation-kation golongan ini adalah : kalsium, stronsium dan barium.

Reagensia golongan : larutan ammonium karbonat 1 M.

Reagensia tak berwarna, dan memperlihatkan reaksi basa karena hidrolisis : CO₃²⁻ + H₂O ↔  HCO₃⁻  + OH⁻

Reagensia terurai oleh asam-asam ( bahkan oleh asam asetat ), berbentuk gas karbon dioksida :

CO₃²⁻ + H₂O → CO₂↑ + H₂O + 2C₃COO⁻

Reagensia harus dipakai dalam suasana netral atau sedikit basa.

Reaksi golongan       : kation-kation golongan keempat, tidak bereaksi dengan asam klorida, hidrogen klorida ataupun ammonium sulfida. tetapi ammonium karbonat ( jika ada ammonia atau ammonium dalam jumlah yang sedang ) membentuk endapan-endapan putih. Uji ini harus dijalankan dalam larutan netral atau basa. Jika tidak ada ammonia atau ion ammonium, magnesium juga akan mengendap. Endapan-endapan putih yang terbentuk dengan reagensia golongan adalah : barium karbonat (BaCO₃), stronsium karbonat (SrCO₃).

e.   Golongan V  

Kation-kation yang umum, yang tidak bereaksi dengan reagensia-reagensia golongan sebelumnya, merupakan golongan kation yang terakhir, yang meliputi ion-ion magnesium, natrium, kalium, ammonium, litium dan hidrogen.

Sistem golongan kation ini dapat diperluas sehingga meliputi juga ion-ion yang kurang begitu umum.

Reagensia golongan :     tidak ada reagensia umum untuk kation-kation golongan ini.

Reaksi golongan       :     Kation-kation golongan kelima tidak bereaksi dengan asam klorida, hidrogen sulfida, ammonium sulfida, atau dengan ammonium karbonat. Reaksi-reaksi khusus uji-uji nyala dapat dipakai untuk mengidentifikasi ion-ion ini.

Dari kation-kation golongan ini, magnesium memperlihatkan reaksi-reaksi yang serupa dengan reaksi-reaksi dari kation-kation golongan keempat. Namun, magnesium karbonat dengan adanya garam ammonium larut, maka dalam pengerjaan analisis sistemis ( pada garam-garam ammonium bertambah jumlahnya dengan banyak sekali dalam larutan ).