Качественные реакции катионов III аналитической группы

Реакции иона Cu²⁺.

1. Аммиак, прибавленный к раствору соли меди в небольших количествах, вызывает образование зеленовато-голубого осадка основной соли, легко растворимого в избытке аммиака с образованием аммина меди темно-синего цвета:

2CuSO₄ + 2NH₄OH ¾® Cu₂(OH)₂SO₄↓ + (NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄ + 8NH₄OH ¾® [Cu(NH₃)₄]SO₄ + [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 8H₂O

Аналогичный эффект дают ионы Ni²⁺, также образующие растворимый аммин синего цвета.

Предел обнаружения реакции 30 мкг/мл.

Выполнение реакции. К 4-5 каплям раствора соли меди по каплям прибавлять раствор аммиака. При этом наблюдается выпадение зеленовато-голубого осадка, который затем растворяется с образованием синего раствора.

2. Гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆] в нейтральных и уксуснокислых растворах образует с ионами Cu²⁺ красно-коричневый осадок гексацианоферрата (II) меди.

2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆] ¾® Cu₂[Fe(CN)₆]↓ + 2K₂SO₄

Ионы, образующие с реагентом цветные осадки (Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺ и др.), должны отсутствовать. Окислители, окисляющие K₄[Fe(CN)₆] до K₃[Fe(CN)₆], должны также отсутствовать. Восстановители, переводящие Cu²⁺ в Cu⁺, должны быть предварительно окислены.

Предел обнаружения реакции 0,1 мкг/мл.

Выполнение реакции. К нескольким каплям раствора соли меди добавить 1 каплю уксусной кислоты и 1-2 капли K₄[Fe(CN)₆]. Образуется красно-коричневый осадок Cu₂[Fe(CN)₆].

 

Реакции иона Ni²⁺.

3. Аммиак, прибавленный к раствору соли никеля в небольших количествах, вызывает образование зеленого осадка основной соли, легко растворимого в избытке аммиака с образованием аммина никеля синего цвета

2NiSO₄ + 2NH₄OH ¾® Ni₂(OH)₂SO₄↓ + (NH₄)₂SO₄

Ni₂(OH)₂SO₄ + 8NH₄OH ¾® [Ni(NH₃)₄]SO₄ + [Ni(NH₃)₄](OH)₂ + 8Н₂О

Аналогичный эффект дают ионы Cu²⁺, также образующие растворимый аммин синего цвета.

Предел обнаружения реакции 30 мкг/мл.

Выполнение реакции. К 4-5 каплям раствора соли никеля по каплям прибавлять раствор аммиака. При этом наблюдается выпадение зеленого осадка, который затем растворяется с образованием синего раствора.

4. Диметилглиоксим (реактив Чугаева) с ионами Ni²⁺ в аммиачной среде образует ало-красный осадок внутрикомплексной соли, растворимый в сильных кислотах и щелочах и нерастворимый в разбавленных растворах аммиака.

+ 2Н+

Эта реакция наиболее характерна и чувствительна для иона Ni²⁺. При малой концентрации никеля осадок не выделяется, но раствор окрашивается в красный цвет.

Предел обнаружения 3,2 мкг.

Выполнение реакции. К 2-3 каплям исследуемого раствора добавляют 1-2 капли аммиачного раствора диметилглиоксима и несколько капель аммиака до слабого запаха. Образуется ало-красный осадок диметилглиоксимата никеля.

 

Реакции иона Co²⁺.

5. Аммиак, прибавленный к раствору соли кобальта в небольших количествах, вызывает образование синего осадка основной соли, легко растворимого в избытке аммиака с образованием аммина кобальта грязно-желтого цвета:

2CoSO₄ + 2NH₄OH ¾® Co₂(OH)₂SO₄↓ + (NH₄)₂SO₄

Co₂(OH)₂SO₄ + 8NH₄OH ¾® [Co(NH₃)₄]SO₄ + [Co(NH₃)₄](OH)₂ + 8Н₂О

При стоянии на воздухе раствор становится красноватым вследствие образования более устойчивого аммина Co³⁺.

Предел обнаружения реакции 30 мкг/мл.

Выполнение реакции. К 4-5 каплям раствора соли кобальта по каплям прибавлять раствор аммиака. При этом наблюдается выпадение синего осадка, который затем растворяется с образованием грязно-желтого раствора.

6. Тиоцианат аммония (или калия) взаимодействует с ионами с образованием комплексного иона [Co(CNS)₄]^2- синего цвета:

Co(NO₃)₂ + 4NH₄CNS (NH₄)₂[Co(CNS)₄] + 2NH₄NO₃

 

Предел обнаружения 3 мкг.

Выполнение реакции. К 1-2 каплям анализируемого раствора прибавить 1-2 кристалла соли или 2-4 капли насыщенного раствора NH₄CNS (или KCNS) и 3-5 капель одного из указанных органических растворителей. При прибавлении этилового спирта или ацетона весь раствор окрашивается в синий цвет.

 

Реакции иона Zn²⁺.

7. Дитизон в нейтральном, щелочном и уксуснокислом растворе с ионами Zn²⁺ образует внутрикомплексную соль:

+ 2HCl

ZnCl2 + H2Dt ¾®

,

которая легко растворима в четыреххлористом углероде, хлороформе с окрашиванием органической фазы в ярко-красный цвет.

Предел обнаружения реакции 0,1 мкг/мл.

Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора соли цинка прибавить 10 капель ацетатного буферного раствора и 1 каплю раствора дитизона в хлороформе или четыреххлористом углероде. При этом слой органического растворителя окрашивается в красный цвет.

 

Реакции иона Cd²⁺.

8. Cульфид аммония или натрия осаждает из слабокислого раствора соли кадмия желтый осадок CdS, нерастворимый в щелочах:

Cd(NO₃)₂ + Na₂S ¾® CdS↓ + 2NaNO₃

Количественное выделение сульфида кадмия происходит при рН ³ 0,5. Избыток кислоты мешает полному выделению осадка. Мешают определению ионы тяжелых металлов, образующих нерастворимые в кислотах сульфиды.

Предел обнаружения реакции 10 мкг/мл.

Выполнение реакции. К 1 капле раствора соли кадмия прибавить 2-3 капли сульфида натрия. Выпадает желтый осадок CdS.

 

Качественные реакции некоторых катионов IV – V аналитических групп