Общая характеристика группы. Действие группового реагента. К пятой аналитической группе катионов относятся ионы Fe2+, Fe3+, Mn2+ и Mg2+
Нитраты, хлориды, сульфаты и ацетаты катионов пятой группы хорошо растворимы в воде. При нагревании ацетата железа (III) происходит гидролиз, который сопровождается образованием основных солей. Соли других катионов этой же группы также подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию среды. Карбонаты катионов Fe2+, Fe3+, Mn2+ и Mg2+ не растворяются в воде. Из-за гидролиза они переходят в гидроксиды, если растворимость гидроксидов меньше растворимости карбонатов. Фосфаты катионов пятой группы менее растворимы в воде, чем их гидрофосфаты. Это приводит к тому, что при взаимодействии солей катионов пятой группы с гидрофосфатом натрия выпадают не гидрофосфаты, а фосфаты. Фосфаты катионов Fe2+, Mn2+ растворяются в уксусной и минеральных кислотах, а фосфат катиона Fe3+ растворяется лишь в минеральных кислотах. Среди катионов пятой группы ионы железа и марганца имеют переменную степень окисления, а ионы магния - постоянную. Для ионов железа и марганца характерны окислительно-восстановительные реакции. Наибольшую окислительную способность соединения марганца проявляют в кислой среде. Катионы Fe2+, Fe3+ и Mn2+ легко образуют комплексные соединения. Например, катионы железа Fe3+ образуют фторидные и оксалатные комплексы [FeF6]3-, [Fe(C2O4)3]3-. Это свойство используется для маскировки ионов Fe3+ при анализе катионов нескольких групп. Групповым реагентом на катионы пятой аналитической группы является гидроксид натрия. При действии гидроксида натрия все катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде гидроксиды. Гидроксиды катионов пятой группы не растворяются в избытке щелочи и в растворе аммиака в отличие от гидроксидов катионов четвертой и шестой групп. При действии раствора щелочи на соли катионов железа Fe2+ и марганца Мn2+ образуются сначала гидроксиды Fe(OH)2 - бледно-зеленого цвета и Мn(ОН)2 - белого цвета. На воздухе эти гидроксиды окисляются кислородом и осадки становятся бурыми:
4Fe(OH)2 + О2 + 2Н2О = 4Fe(OH)3↓; H2O2 2Мn(ОН)2 + О2 + 2Н2О → 2Мn(ОН)4 –→ МnО(ОН)2.
При взаимодействии едких щелочей с солями Fe3+ выпадает бурый студенистый осадок Fe(OH)3, а с солями магния — белый аморфный осадок Mg(OH)2:
FeCl3 + 3КОН = Fe(OH)3↓ + 3HCl; MgCl2 + 2КOН = Mg(OH)2↓ + 2KCl.
Осадок гидроксида магния Mg(OH)2 хорошо растворяется в кислотах и растворах амонийных солей:
Mg(OH)2 + 2Н+ = Mg2+ + 2Н2О; Mg(OH)2 + 2NH+4 = Mg2+ + 2NH4OH.
Многие свежеосажденные гидроксиды и сульфиды катионов пятой группы часто получаются в коллоидном состоянии.
|
