Теоретичні основи аналітичної хімії (стр. 6 )

2Cr3++3S2-+6H2O=2Cr(OH)3+3H2S

-Їдкі луги NaOH, KOH з іонами хрому утворюють сіро-зелений осад гідроксиду хрому Cr(OH)3, який має амфотерні властивості.

Аміак осаджує іони хрому у вигляді сіро-зеленого осаду Cr(OH)3, який майже не розчиняється в солях амонію і трохи розчиняється в надлишку аміаку.

-Карбонати лужних металів осаджують іони хрому у вигляді гідроксиду хрому Cr(OH)3.

-Ацетат натрію з іонами хрому осаду не утворює (ні на холоді, ні при кип’ятінні).

-Тіосульфат натрію осаджує гідроксид хрому так само, як гідроксид алюмінію.

-Гідрофосфат натрію осаджує іони хрому у вигляді зеленкуватого осаду фосфату хрому CrPO4, осад розчиняється в мінеральних кислотах і лугах.

-Реакція сухим способом – сполуки хрому (ІІІ) забарвлюють перли бури або гідрофосфату натрію в смарагдово-зелений колір.

Окислення хрому (ІІІ) до хрому (VІ – хром (ІІІ) у лужному середовищі окислюється в CrO42-, а в кислому середовищі – до Cr2O72-. Окислення проходить лише за допомогою сильних окислювачів, наприклад, бромною або хлорною водою, пероксидом водню або натрію, перманганатом калію, персульфатом амонію або калію, сухим способом.

Реакції іонів хрому (ІV) з іонами срібла, барію, свинця утворюють важкорозчинні сполуки.

-нітрат срібла AgNO3 осаджує іони хрому у вигляді цеглисто-червоного осаду Ag2CrO4:

Na2CrО4+2AgNO3=Ag2CrO4+2NaNO3.

-хлорид барію утворює жовтий осад BaCrO4.

-ацетат свинцю з іонами утворює жовтий осад хромату свинцю PbCrO4.

Реакції відновлення-окислення: дихромат-іони в кислому середовищі окислюють йодид-іони довільного йоду; дихромат-іони в сильно кислому розчині окислюють сірководень або сульфіди до вільної сірки; іони хрому у кислому розчині взаємодіють з пероксидом водню і переходять у пероксид хрому синього кольору.

Бензидин окислюється хромат-іонами в присутності кислоти в бензидинові синь. Цю реакцію можна використовувати і для виявлення хрому (ІІІ), якщо його попередньо окислити до 6-тивалентного.

Залізо.

Реакції іонів заліза (ІІІ).

Сульфід амонію з іонами заліза утворює чорний осад сульфіду заліза (ІІІ) Fe2S3:

Fe2(SO4)3+6(NH4)2S=Fe2S3+3(NH4)2SO4.

Їдкі луги, а також аміак утворюють з іонами 3-валентного заліза червоно-бурий осад гідроксиду заліза (ІІІ) Fe(OH)3:

Fe3++3OH-=Fe(OH)3.

Карбонати лужних металів утворюють з іонами заліза (ІІІ) червоно-бурий осад основного карбонату заліза:

2Fe3++3CO32-+HOH=2FеOHCO3+CO2.

Ацетати лужних металів і амонію утворюють з іонами заліза (ІІІ) на холоді комплексні катіони, які забарвлюють розчин у темно-червоний колір.

Тіосульфат натрію відновлює іони заліза (ІІІ) до іонів заліза 9ІІ), в результаті чого утворюється тетратіонат натрію.

Гідрофосфат натрію з іонаим заліза (ІІІ) утворює блідо-жовтий осад фосфату заліза, що розчиняється в мінеральних кислотах і не розчиняється в оцтовій кислоті.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з залізом (ІІІ) темно-синій осад, який не розчиняється в розведених мінеральних кислотах, але розчиняється при добавлянні великого надлишку реактива. Ця реакція є характерною на іони заліза (ІІІ):

FeCl3+2Na2HPO4=FePO4+NaH2PO4+3NaCl.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію з іонами заліза (ІІІ) утворює осад, забарвлений в темно-коричневий колір.

Йодид калію КІ відновлює іони заліза (ІІІ) в іони заліза (ІІ).

Роданід калію або амонію з іонами заліза (ІІІ) утворює ряд забарвлених у червоно-бурий колір розчинних комплексних сполук, ця реакція характерна для іонів заліза (ІІІ).

Реакції іонів заліза (ІІ).

Сульфід амонію з іонами заліза (ІІ) утворює чорний осад сульфіду заліза (ІІ) FeS:

FeSO4+(NH4)2S=FeS+(NH4)2SO4.

Їдкі луги осаджують іони заліза (ІІ) у вигляді білого осаду гідроксиду заліза (ІІ).

Аміак осаджує білий осад гіроксиду заліза (ІІ).

Карбонати лужних металів і амонію осаджують іони заліза (ІІ) у вигляді білого осаду карбонату заліза (ІІ) FeCO3.

Гідрофосфат натрію з іонами заліза (ІІ) утворює білий осад гідро фосфату заліза (ІІ) FeHPO4. Осад розчинюється в оцтовій і мінеральних кислотах.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію утворює з іонами заліза (ІІ) темно-синій осад «турнбульової сині». Осад не розчиняється у кислотах, але розкладається лугами.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію осаджує іони заліза (ІІ) у вигляді білого осаду гексаціано-(ІІ)ферату заліза. Осад на повітрі поступово окислюється і перетворюється в синю «берлінську лазур» і червоно-бурий гідроксид заліза (ІІІ).

Диметилгліоксил (реактив Чугуєва) утворює з іонами заліза (ІІ) комплексну сполуку червоного кольору, яка розчиняється у воді. Реакція відбувається в аміачному середовищі.

Марганець.

Реакції іонів марганцю (ІІ)

Сульфід амонію утворює з іонами марганцю (ІІ) осад водного сульфіду марганцю світло-рожевого кольору:

MnSO4+(NH4)2S=MnS+(NH4)2SO4. осад розчиняється в розведених кислотах і в оцтовій кислоті.

Їдкі луги осаджують іони марганцю у вигляді білого осаду Mn(OH)2, який розчиняється в розведених кислотах, солях амонію і не розчиняється в лугах. Осад на повітрі окислюється.

Аміак осаджує іони марганцю (ІІ) у вигляді Mn(OH)2

Але осадження відбуається не повністю.

Карбонати лужних металів і амонію осаджують іони марганцю (ІІ) і вигляді білого осаду карбонату марганцю MnCO3:

MnCl2+Nа2СO3=MnCO3+2NaCl.

Гідро фосфат натрію утворює білий осад фосфату марганцю Mn3(PO4)2.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з іонами марганцю(ІІ) осад гексаціано-(ІІ)ферату марганцю, гексаціано(ІІІ)ферат калію утворює бурий осад гексаціано-(ІІІ)ферату магнію.

Реакції окислення марганцю(ІІ) у вищі валентні форми: іони марганцю(ІІ) можна окислити дією різних окислювачів у кислому та лужному середовищах, наприклад, за допомогою персульфату амонію, оксиду свинцю (ІV), сурику, вісмутату натрію, бромної або хлорної води, пероксиду водню, аміак ату срібла, бензидину.

Реакції сухим способом: при сплавленні сполуки марганцю (ІІ) із суміш. Na2CO3 і KNO3 (3:2) утворюється сіль марганцевої кислоти зеленого кольору, наприклад Na2MnO4.

Цинк.

Сульфіт амонію утворює з іонами цинку (ІІ) у нейтральному, слабко кислому і слабко лужному розчинах білий осад сульфіду цинку ZnS:

ZnSO4+(NH4)2S=ZnS+(NH4)2SO4.

Сірководень H2S з іонами цинку (ІІ) утворює білий осад сульфіду цинку, який розчиняється в мінеральних кислотах.

Їдкі луги з іонами цинку утворюють білий амфотерний осад гідроксиду цинку. Осад розчинюється в кислотах і лугах.

Аміак утворює з іонами цинку осад гідроксиду цинку.

Карбонати лужних металів і амонію утворюють з іонами цинку )ІІ) білий осад основної солі змінного складу. Склад осаду залежить від концентрації розчину і температури.

Гідрофосфат натрію з іонами цинку (ІІ) утворює білий осад фосфату цинку, який розчиняється у оцтовій і мінеральних кислотах. Осадження відбувається не повністю.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює білий осад гексаціано-(ІІ)ферат цинку і калію, осад нерозчинний укислотах, але розчиняється у їдких лугах.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію утворює коричнево-жовтий осад гексаціано-(ІІІ)ферату цинку.

Терародано-(ІІ)меркурат амонію в присутності сульфату міді утворює фіолетовий осад, , з розчином солі міді, цинку утворює відповідні комплексні сполуки зеленого та білого кольору, в присутності іонів кобальту (ІІ) утворює блакитний осад.

Дитизон утворює в нейтральному або слабко лужному середовищі внутрішньо комплексну сполуку дитизонату цинку, який розчиняється в хлороформі, бензолі та іншиз розчинниках.

Кобальт.

Сульфід амонію утворює з іонами кобальту (ІІ) чорний осад сульфіду кобальту, який свіже осадженим розчинюється в розведених кислотах.

Їдкі луги утворюють з іонами кобальту синій осад основної кислоти, який на повітрі поступово окислюється, перетворюючись на гідроксид кобальту (ІІІ).

Аміак з іонами кобальту утворює синій осад основної кислоти, брудно-жовтого кольору.

Карбонати лужних металів з іонами кобальта утворюють червонуватий осад основних солей кобальту змінного складу. Осад розчиняється в розведених кислотах, карбонаті амонію і аміаку.

Гідро фосфат натрію з іонами кобальта утворює фіолетовий осад фосфату кобальту, який розчиняється в оцтовій і мінеральних кислотах.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію осаджує іони кобальту у зеленкуватий осад гексаціано-(ІІ)ферату кобальту. Гексаціано-(ІІІ)ферат калію осаджує іони кобальту в бурувато-червоний осад гексаціано-(ІІІ)ферату кобальту.

Роданід амонію утворює з іонами кобальту забарвлену в синій колір комплексну сполуку, яка стійка в присутності ацетону.

Тетрародану-(ІІ)меркурат амонію утворює синій осад.

Нітрит калію KNO2 при дії на підкислений оцтовой кислотою розчин солі кобальту (ІІ) окислює його в кобальт (ІІІ).

Реактив Ільїнського – окислює кобальт (ІІ) в кобальт (ІІІ) і з останнім утворює сервоно-бурий осад внутрішньо комплексної солі. Осад не розчиняється в мінеральних кислотах.

Реакція сухим способом: утворення перлів бури; метод розтирання.

Нікель.

Сульфід амонію утворює з іонами нікелю (ІІ) утворює чорний осад сульфіду нікелю.

Їдкі луги утворюють зелений осад гідроксиду нікелю (ІІ). Осад розчиняється в кислотах, солях амонію і в аміаку.

Гідроксид амонію, добавлений у невеликій кількості до розчину солі нікелю, уворює зелений осад основної солі.

Карбонати лужних металів утворюють з іонами нікелю зелений осад карбонату нікелю, який розчиняється в кислотах, аміаку і карбонаті амоні.

Карбонат амонія з іонами нікеля утворює осад карбонату нікелю, що розчиняється в надлишку карбонату амонію.

Гідрофосфат натрія утворює з іонами нікеля (ІІ) зелений осад фосфату нікеля, що розчиняється в кислотах і в розчинах аміаку.

Гексаціанр-(ІІ)ферат калію утворює з розчином солі нікелю жовто-зелений осад гексаціано-(ІІ)ферату нікелю, який не розчиняється в кислотах, але розчиняється в концентрованому аміаку.

Гексаціано-(ІІІ)ферат калію осаджує жовто-бурий осад гексаціано-(ІІІ)ферату нікелю.

Диметилгліоксим (реакція Чугаєва) – в аміачному середовищі утворює з іонами нікелю внутрішньо комплексну сполуку яскраво-червоного кольору, який не розчиняється в розведеному аміаку, але не розчиняється в сильних кислотах і лугах.

Реакція сухим способом: сполуки нікелб утворюють з бурою в окислювальному полум’ї перли червоно-коричневого кольору.

Аналіз суміші катіонів ІІІ аналітичної групи.

Суміш можна проаналізувати дробним методом з перевіркою результатів систематичним аналізом.

Аналіз суміші катіонів ІІІ, ІІ і І аналітичних груп (при відсутності іонів SO42-, PO43-).

Аналіз виконують систематичним методом: спочатку відокремлюють катіони ІІІ групи від катіонів ІІ і І аналітичних груп, потім катіони ІІ групи від катіонів ІІ і І аналітичних груп, потім –катіони ІІ групи від катіонів І групи. Систематичний хід аналізу виконують також в межах кожної аналітичної групи. Перед систематичним аналізом проводять попередні випробування на предмет огляду зовнішнього вигляду суміші, її реакції.

Аналіз суміші катіонів ІІІ, ІІ і І аналітичних груп, що містять фосфат –іони.

Коли в досліджуваній суміші присутні фосфат-іони, для аналізу застосовують такі методи:

1.Методи, за якими аналіз проводять після осадження катіонів ІІІ, ІІ груп і магнію у вигляді фосфатів (добавляння надлишку фосфат-іонів).

2.Методи, які ґрунтуються на тому, що спочатку видаляють фосфат-іони з досліджуваної суміші, а потім виконують аналіз звичайним способом. Видалення фосфат-іонів можна провести залізо-ацетатним методом (в присутності буферної суміші повністю осаджують фосфат-іони).

IV аналітична група катіонів.

А) До цієї аналітичної групи катіонів належать катіони міді, срібла, кадмію, ртуті, свинцю, вісмуту та інш.

Характерним для катіонів цієї групи є те, що утворювані ними сульфіди не розчиняються в розведених кислотах (крім азотної) і в полісульфіді амонію.

Ця група поділяється на дві підгрупи: підгрупу срібла та підгрупу міді.

До підгрупи срібла належать іони Ag+, Pb2+, Hg22+. Їх хлориди не розчиняються у воді. До підгрупи міді належать іони Cu2+, Hg2+, Cd2+, Bi3+, хлориди яких розчиняються у воді.

гідроксиди катіонівIV групи (крім срібла) є слабкими основами, тому розчини їх солей мають кислу реакцію.