Теоретичні основи аналітичної хімії (стр. 7 )

Для катіонів групи характерна здатність утворювати комплексні сполук.

Б) Груповим реактивом є сірководень (Н2S) в кислому розчині.

В) Підгрупа срібла.

До цієї підгрупи крім зазначених іонів Ag+, Pb2+, Hg22+ належать також іони Cu+, Au+, Tl+.

Срібло.

Сірководень Н2S з іонами срібла утворює чорний осад сульфіду срібла Ag2S:

2Ag++S2-=Ag2S.

Сульфід срібла не розчиняється в аміаку, ціанідах і тіосульфатах лужних металів, але при нагріванні розчиняється в азотній кислоті.

Соляна кислота і розчинні хлориди з іонами срібла утворюють білий сирнистий осад хлориду срібла:

Ag++Cl-=AgCl.

Осад під дією світла розкладається. Розчинність AgCl в аміаку з утворенням комплексної сполуки аміак ату срібла і руйнування цього комплексу при дії на нього кислотою використовують в аналізі для виявлення іонів срібла.

Їдкі луги утворюють з іонами срібла білий осад гідроксиду срібла, який швидко розкладається, утворюючи бурий осад оксиду срібла:

2AgNO3+2NaOH=2AgOH+2NaNO3

2AgOH=Ag2O+H2O.

Аміак з іонами срібла утворює бурий осад оксиду срібла Ag2O, який одразу розчиняється в надлишку аміаку.

Ag2O+4NH4OH=2[Ag(NH3)2]OH+3H2O.

Карбонати лужних металів з іонами срібла утворюють білий осад карбонату срібла, який розчиняється в аміаку або в (NH4)2CO3:

2AgNO3+(NH4)2CO3=Ag2CO3+2NH4NO3.

Гідро фосфат натрію утворює з іонами срібла жовтуватий осад фосфату срібла, який розчиняється в азотній кислоті та аміаку.

гексаціано-(ІІ)ферат калію з іонами срібла утворює білий осад гексаціано-(ІІ)ферату срібла, який не розчиняється в азотній кислоті та аміііаку, але розчиняється в ціаніді калію.

Гексаціано-(ІІІ) ферат калію утворює з іонами срібла оранжевий осад гексаціано(ІІІ)ферату срібла, який не розчиняється в азотній кислоті, але розчиняється в аміаку.

Бромід калію утворює з іонами срібла блідо-жовтий осад броміду срібла. Він не розчиняється в розведеній кислоті, погано розчиняється в аміаку, добре розчиняється в ціаніді калію і тіосульфаті натрію.

Йодид калію утворює жовтий осад йодиду срібла, який практично не розчиняється в аміаку, але добре розчиняється в ціаніді калію і тіосульфаті натрію.

Тіосульфат натрію утворює з іонами срібла білий сирнистий осад тіосульфату срібла, який розчиняється в надлишку реактиву.

роданід калію з іонами утворює білий осад роданіду срібла, що не розчиняється в розведеній азотній кислоті і розчиняється в надлишку реактиву.

Хромат калію і дихромат калію утворюють відповідно цеглисто-червоний осад хромату срібла і темно-червоний осад дихромату срібла. Осади добре розчиняються в азотній кислоті, аміаку і погано – в оцтовій кислоті.

Виявлення срібла методом розтирання за допомогою пірогалолу: срібло відновлюється до металічного, реакційна суміш чорніє. Цій реакції заважає тільки нітрат ртуті.

Сірководень осаджує іони у вигляді сульфіду свинцю чорного кольору з нейтрального або слабко кислого розчину:

Pb2++H2S=PbS+2H+.

Осад не розчиняється в розведених кислотах, їдких лугах і сульфідах лужних металів, легко розчиняється в гарячій розведеній соляній азотній кислоті.

Соляна кислота і розчинні хлориди утворюють з іонами свинцю білий осад, який погано розчиняється в холодній воді, але значно краще – в гарячій:

PbS+8HNO3=PbSO4+8NO2+4H2O.

Їдкі луги в еквівалентній кількості осаджують іони у вигляді гідроксиду свинцю (ІІ) білого кольору, який розчиняється у кислотах, надлишку лугу, утворюючі плюмбіт.

Аміак утворює білий осад гіроксиду свинцю (ІІ), що не розчиняється в надлишку аміаку.

Карбонати лужних металів осаджують іони у вигляді основної солі.

Гідро фосфат натрію з іонами свинцю утворює білий осад фосфату свинцю, який розчиняється в азотній кислоті і лугах.

тіосульфат натрію осаджує іони свинцю у вигляді білого осаду тіосульфату свинцю, який розчиняється в надлишку реактиву.

Розведена сірчана кислота і розчинні сульфати осаджують іони свинцю у вигляді білого осаду сульфату свинцю, який практично не розчиняється в розведеній сірчаній кислоті.

Хромат калію осаджує іони у вигляді хромату свинцю жовтого кольору, осад добре розчиняється в їдких лугах, погано розчиняється у розведеній азотній кислоті, і не розчиняється у воді.

Йодид калію з іонами свинцю утворює жовтий осад йодиду свинцю. В надлишку реактиву осад розчиняється.

Краплинна реакція з бензидином: бензидин окислюється оксидом свинцю (4), в результаті чого утворюється «бензидинові синь».

Дитизон з іонами срібла в нейтральних і слабколужниз розчинах утворює внутрішньо комплексну сполуку червоного кольору, яка не розчиняється у воді, але розчиняється в хлороформі та інших органічних розчинниках.

Використовується також мікрокристалоскопічна реакція.

Ртуть (І).

Сірководень осаджує суміш сульфіду ртуті (ІІ) і металічної ртуті:

Hg22++H2S=HgS+Hg+2H+.

Соляна кислота і її розчинні солі утворюють з іонами ртуті білий осад, що не розчиняється в розведеній азотній кислоті:

Hg2(NO3)2+2HCl=Hg2Cl2+2HNO3.

їдкі луги утворюють чорний осад оксиду ртуті (І), який не розчиняється в надлишку лугу.

Аміак з іонами ртуті утворює суміш металічної ртуті чорного кольору і амідонітрату ртуті білого кольору.

Карбонати лужних металів утворюють осад карбонату ртуті, який швидко розкладається на оксид ртуті (ІІ), металічну ртуть і оксид вуглецю (4).

гідро фосфат натрію утворює з ііонами ртуті білий осад, який розчиняється в азотній кислоті.

Йодид калію утворює зеленкуватий осад йодиду ртуті.

Хромат калію утворює червоний осад хромату ртуті, що не розчиняється у лугах і в розведеній азотній кислоті.

Тіосульфат натрію осаджує в кислих розчинах суміш, яка складається з сульфіту ртуті (ІІ), металічної ртуті і сірки.

Хлорид олова (ІІ) утворює білий осад хлориду ртуті, який швидко відновлюється до металічної ртуті.

Металічна мідь відновлює іони ртуті до металічної ртуті.

Нітрит натрію відновлює іони ртуті (І) до металічної ртуті.

Аналіз суміші катіонів підгрупи срібла. Хлориди цих катіонів важко розчиняються у воді, отже якщо підкислити досліджуваний розчин розведеною соляною кислотою, то підгрупа срібла осаджується у вигляді білого осаду хлориду. Застосовують розведену соляну кислоту в невеликому її надлишку.

Хід аналізу: відокремлення катіонів підгрупи срібла від решти катіонів; відокремлення хлориду свинцю від хлоридів срібла і ртуті; виявлення свинцю; відокремлення хлориду срібла і виявлення ртуті; виявлення срібла.

Підгрупа міді.

Ртуть (ІІ).

Сірководень утворює білий осад, що поступово жовтіє, буріє, і стає чорним (осад сульфіду ртуті). Осад не розчиняється у соляній кислоті, розчиняється тільки в концентрованій азотній кислоті, царській водці, а також в інших кислотах в присутності окислювачів.

Їдкі луги утворюють із солями ртуті (ІІ) нестійкий гідроксид, який одразу ж розкладається, утворюючи жовтий осад оксиду ртуті (ІІ).

Аміак осаджує ртуть у вигляді білої амідної сполуки.

Карбонат лужного металу осаджує ртуть (ІІ) у вигляді червоно-бурої основної солі.

Гідро фосфат натрію утворює білий осад фосфату ртуті, що розчиняється в азотній і соляній кислотах.

Хромат калію і з нітратом, і з хлоридом ртуті (ІІ) утворює осад хромату ртуті жовтого кольору.

Дихромат калію з хлоридом ртуті (ІІ) осаду не утворює, але осаджує ртуть (ІІ) у вигляді хромату ртуті тільки з розчинів нітрату ртуті (ІІ).

Роданід амонію утворює із солями ртуті (ІІ) білий осад роданіду ртуті, осад розчиняється в надлишку реактиву.

Йодид калію утворює оранжево-червоний осад йодиду ртуті, що розчиняється в надлишку реактиву.

Тіосульфат натрію при нагріванні з солями ртуті в кислому розчині утворює осад у вигляді суміші сульфіду ртуті і сірки.

хлорид олова (ІІ) спочатку відновлює хлорид ртуті (ІІ) до хлориду ртуті 9ІІ), потіп відновлює ртуть до металічної.

Металічна мідь відновлює іони до металічної ртуті.

Дитизон утворює оранжевий осад, який розчиняється в органічних розчинниках.

Дифенілкарбазид з розчином солі ртуті утворює осад синього або фіолетового кольору.

Мідь (ІІ)

Сірководень утворює з іонами міді чорний осад сульфіду міді CuS, осад не розчиняється в розведених соляній і сірчаній кислотах, але розчиняється при нагріванні в 2 н. азотної кислоти. Сульфід міді (ІІ) не розчиняється в сульфідах лужних металів, але помітно розчиняється в полісульфіді амонію, у надлишку ціаніду калію. На повітрі осад окислюється до СuSO4.

Їдкі луги з іонами утворюють блакитний осад гідроксиду міді Сu(OH)2, який має амфотерні властивості, частково розчиняється в надлишку лугів. Гідроксид міді розчиняється в органічних сполуках з утворюванням комплексних сполук.

Аміак у невеликій кількості осаджує основну сіль зеленуватого кольору Сu2(OH)2SO4, яка легко розчиняється у надлишку аміаку, утворюючи комплексні іони аміакату міді. Реакції заважають іони міді.

Карбонати лужних металів утворюють зеленкуватий осад основної солі.

Карбонат амонію утворює з іонами міді (ІІ) зеленуватий осад основної солі, що розчиняється у надлишку реактиву з утворенням аміакату міді.

Гідро фосфат натрію утворює з іонами міді блідо-блакитний осад змінного складу, що розчиняється в розведених оцтовій і мінеральних кислотах.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з іонами міді червоно-бурий осад гексаціано-(ІІ)ферату міді. Осад не розчиняється у розведених кислотах, розкладається лугами з утворюванням осаду гідроксиду міді, розчиняється в аміаку.

Тіосульфат натрію при нагріванні з підкисленим розчином солі міді утворює темно-бурий осад суміші сульфіду міді (І) із сіркою.

Йодиди калію з іонами міді утворює білий осад йодиду міді (І)

Роданід калію осаджує чорний осад роданіду міді (ІІ).

Тетрародано-(ІІ)меркурат амонію з іонами міді в присутності іонів цинку утворює осад темно-фіолетового кольору. Реакції заважають іони заліза, кобальту, нікелю.

Метали залізо, цинк, алюміній та інш., що стоять у ряду напруг лівіше від міді, відновлюють іони міді до металу.

Cu2++Fe=Cu+Fe2+.

Дитизон з іонами міді утворює внутрішньо комплексну сполуку червонувато-бурого кольору, яка розчиняється в органічних сполуках, наприклад, хлороформі.

Рубеановоднева кислота утворює з іонами міді чорний осад рубеанату міді.

Купферон з іонами міді утворює сірувато-білий осад внутрішньо комплексної сполуки, яка не розчиняється в розведених кислотах.

Реакція сухим способом: солі міді забарвлюють полум’я в блакитний або зелений колір.

Кадмій.

Сірководень осаджує іони кадмію у вигляді сульфіду, що практично не розчиняється в 0,3 н. мінеральних кислотах, у ільфіді амонію і їдких лугах. Розчиняється в соляній і сірчаній гарячих розведених кислотах, легко розчиняється при нагріванні і азотній кислоті, з виділенням сірки. Колір осаду залежить від кислотності середовища і температури осадження: у холодному лужному, нейтральному і слабко лужному середовищі він має жовтий колір; із збільшенням кислотності і підвищенні температури утворюються осади від оранжево-жовтого до червоного кольору.

Їдкі луги осаджують іони у вигляді білого гідроксиду кадмію, що не розчиняється в надлишку лугу, а розчиняється у кислотах.

Карбонат натрію або калію осаджує іони кадмію у вигляді основного карбонату кадмію білого кольору, який не розчиняється в надлишку реактиву.

Карбонат амонію з іонами кадмію утворює осад основного карбонату, який розчиняється в надлишку реактиву.

Гідро фосфат натрію осаджує іони у вигляді фосфату кадмію білого кольору, осад розчиняється в оцтовій і мінеральних кислотах.

Ціанід калію з іонами кадмію утворює білий осад ціаніду кадмію, який розчиняється у надлишку реактиву.

Гексаціано-(ІІ)ферат калію утворює з іонами кадмію білий осад гексаціано-(ІІ)ферату кадмію, який розчиняється в мінеральних кислотах.

Роданід амонію не осаджує іони кадмію

Тіосульфат натрію не осаджує іони кадмію.

Йодид калію утворює з іонми кадмію розчинні комплексні сполуки.

Вісмут.

Сірководень утворює з іонами вісмуту темно-корчневий осад сульфіду вісмуту, який не розчиняється в соляній кислоті, але розчиняється при нагріванні в розведеній азотній кислоті і в гарячій концентрованій соляній кислоті.

Вода при добавлянні води в невеликій кількості до розчину солей вісмуту випадають основні солі білого кольору, які розчиняються в розведених мінеральних кислотах і осаджуються сірководнем у вигляді Bi2S3:

2BiOCl+3H2S=Bi2S3+2HCl+2H2O.

Їдкі луги утворюють білий осад гідроксиду вісмуту, що не розчиняється у надлишку розчину лугу, але розчиняється в кислотах.

аміак осаджує білу основну соль вісмуту, склад якої залежить від температури і концентрації розчину. Соль не розчиняється в надлишку аміаку.

Карбонати лужних металів і амонію утворюють з іонами вісмуту білий осад основного карбонату вісмуту.

Гідро фосфат натрію осаджує білий осад фосфату вісмуту., що не розчиняється в розведених мінеральних кислотах.

Дихромат калію в присутності ацетатного буферу утворює з іонами вісмуту жовтий осад дихромату вісмутилу. Осад розчиняється в мінеральних кислотах і не розчиняється в їдких лугах.

Йодид калію утворює з іонами вісмуту чорний осад йодиду вісмуту, цей осад розчиняється в надлишку реактиву з утворенням комплексної сполуки темно-оранжевого кольору.

Станіт натрію або калію в лужному розчині відновлює іони вісмуту з утворенням чорного осаду металічного вісмуту.

Аналіз суміші катіонів IV-I групи.

Проводять систематичним методом.

-попередні дослідження на іони амонію та заліза, хрому, марганцю, кобальту, нікелю; відокремлення катіонів підгрупи срібла; відокремлення катіонів підгрупи міді від катіонів перших трьох груп; аналіз на вміст катіонів перших трьох груп; відокремлення сульфіду ртуті від решти катіонів 4 групи; виявлення ртуті; видалення свинцю і надлишку азотної кислоти; відокремлення вісмуту від міді і кадмію; виявлення вісмуту; виявлення міді і кадмію.

V аналітична група катіонів.

А) до 5 аналітичної групи належать іони металів миш’яку, сурми, олова та інш. (молібдену, вольфраму…). Сульфіди катіонів 5 аналітичної групи не розчиняються в розведених кислотах, осаджуються сірководнем у кислому середовищі. Розчиняються при дії на них сульфідів і полісульфідів лужних металів або амонію. Сульфіди 5 групи реагують з азотною кислотою, утворюючі відповідні кислоти, виділяючи сірку.

Б) Груповий реактив – сірководень.

В) Характерні реакції.

Миш’як (.3)

Сірководень з нейтральних розчинів сульфідів миш’яку не осаджує. У 6 н. розчині HCl сірководень з іонами миш’яку утворює жовтий осад сільфіду миш’яку (ІІІ), який легко розчиняється в розчинах їдких лугах, у розчинах карбонатів лужних металів і амонію, в розчинах сульфідів і полісульфідів лужних металів і амонію, у концентрованій азотній кислоті і царській водці, не розчиняється у концентрованій HCl.