Частные реакции катионов шестой аналитической группы
Реакции обнаружения катиона меди Cu2+ 1. Едкие щелочи осаждают из водных растворов солей меди (II) голубой осадок Сu(ОН)2, который при нагревании теряет воду и переходит в СuО черного цвета:
Сu2+ + 2ОН- = Cu(OH)2↓; Сu(ОН)2 → СuО + Н2О.
При действии концентрированного раствора аммиака гидроксид меди (II) растворяется с образованием комплексного соединения:
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2.
При добавлении избытка концентрированной щелочи к гидроксиду меди (II) последний растворяется с образованием сине-фиолетовых растворов солей купритов, содержащих комплексный анион [Сu(ОН)4]2-:
Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4].
Следовательно, гидроксид меди (II) амфотерен, но кислотные свойства выражены слабее основных, так как куприты очень неустойчивы и при разбавлении щелочных растворов водой полностью разлагаются, снова выделяя гидроксид меди (II) в осадок. 2. Гексацианоферрат (II) калия выделяет из растворов солей двухвалентной меди красно-бурый осадок феррата меди Cu2[Fe(CN)6]:
2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6]↓ + 2K2SO4; 2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- = Cu2[Fe(CN)6].
Осадок нерастворим в разбавленных кислотах, но растворяется в NH4OH, образуя аммиакат меди:
Cu2[Fe(CN)6] + 12NH4OH = 2[Cu(NH3)4](OH)2 + + (NH4)4[Fe(CN)6] + 8H2O; Cu2[Fe(CN)6] + 8NH4OH = 2[Cu(NH3)4]2+ + [Fe(CN)6]4- + 8H2O. 3. Йодид калия KI образует белый осадок йодида меди (I):
2CuSO4 + 4KI = CuI↓ + I2 + 2K2SO4; 2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓ + I2.
4. Сульфид натрия Na2S осаждает из водных растворов ионы меди Сu2+ в виде черного осадка сульфида меди:
Cu2+ + S2- = CuS↓.
Сульфид меди (II) не растворяется в разбавленной хлороводородной кислоте, но растворяется в кипящей разбавленной азотной кислоте:
3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S + 4H2O + 2NO.
5. Тиосульфат натрия Na2S2O3. При добавлении к подкисленному раствору соли меди (II) эквивалентного количества тиосульфата натрия образуется осадок CuS черного цвета:
Cu2+ + S2O2-3 = CuS2O3; CuS2O3 + Н2О = CuS↓ + H2SO4.
При избытке реагента в кислой среде осаждается осадок Cu2S и серы темно-бурого цвета:
2CuSO4 + 4Na2S2O3 = 3Na2SO4 + Na2S4O6 + Cu2S↓ + S↓ + SO2.
Катионы кадмия Cd2+ не образуют сульфида кадмия в кислой среде в присутствии тиосульфата натрия, что позволяет с помощью этой реакции отделить ионы меди (II) и ртути (II) от ионов Cd2+. Кроме того, сульфид меди (II) растворяется в азотной кислоте, а сульфид ртути (II) не растворяется. 6. Окрашивание пламени. Бесцветное пламя газовой горелки соли меди (II) Скрашивают в зеленый цвет. Реакции обнаружения катиона кадмия Cd2+ 1. Едкие щелочи образуют с ионами кадмия Cd2+ белый осадок гидроксид а кадмия Cd(OH)2:
Cd2+ + 2OН- = Cd(OH)2↓.
Осадок не растворяется в избытке щелочей, но растворяется в кислотах и в растворе аммиака:
Cd(OH)2 + 2Н+ = Cd2+ + 2Н2О; Cd(OH)2 + 4NH3 = [Cd(NH3)4](OH)2.
2. Сероводород или сульфид натрия образуют сульфид кадмия CdS желтого или оранжевого цвета (в кислой среде):
Cd2+ + S2+ = CdS↓.
Осадок CdS не растворяется в кислотах. Реакция обнаружения катиона ртути Hg2+ 1. Гидроксиды щелочных металлов осаждают из водных растворов солей ртути (II) желтый осадок HgO, так как образующийся вначале гидроксид ртути Hg(OH)2 неустойчив и сразу разлагается:
Hg2+ + 2ОН- = Hg(OH)2↓; Hg(OH)2↓ = HgO↓ + H2O.
2. Йодид калия KI с солями ртути (II) образует красны осадок йодида ртути (II):
Hg(NO3)2 + 2KI = Hgl2↓ + 2KNO3; Hg2+ + 2I- = Hgl2↓.
Осадок растворяется в избытке реактива, образуя бесцветную комплексную соль:
HgI2 + 2KI = K2[HgI4].
Реакция фармакопейная. 3. Хлорид олова (II) SnCl2. При обработке солей ртути (II) раствором хлорида олова (II) сначала образуется белый осадок каломели Hg2Cl2:
2HgCl2 + SnCl2 = Hg2Cl2↓ + SnCl4.
При приливании избытка раствора хлорида олова (II) белый осадок становится серым вследствие восстановления хлорида ртути (I) до металлической ртути:
Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg↓ + SnCl4; Hg2Cl2 + Sn2+ = 2Hg↓ + Sn4+ + 2C1-.
4. Сероводород или сульфид натрия образуют черный осадок сульфида ртути (II):
HgCl2 + Na2S = HgS↓ + 2NaNO3; Hg2+ + S2- = HgS↓.
Осадок не растворяется в хлороводородной и азотной кислотах, но растворяется в смеси этих кислот («царская водка»):
3HgS + 2HNO3 + 12НСl = 3H2[HgCl4] + 3S + 2NO + 4H2O.
Реакция является фармакопейной.
|
