Шестая аналитическая группа катионов
Сu2+, Нg2+, Cd2+, Cо2+ и Ni2+ Общая характеристика группы К шестой аналитической группе катионов относятся катионы Сu2+, Нg2+, Cd2+, Cо2+ и Ni2+. Из характеристики катионов данной группы известно, что все они со щелочами образуют осадки, растворимые в избытке водного раствора аммиака с образованием соответствующих комплексных солей - аммиакатов. 1. Едкие щелочи (NaOH, КОН) со всеми катионами шестой группы образуют аморфные осадки или оксидов (Нg2+), или гидроксидов (Сu2+, Cd2+, Ni2+), или гидроксосолей (Со2+): СuSO4 + 2 КОН ® ¯Сu(ОН)2 + K2SO4 голубой HgCl2 + 2 КОН ® ¯ HgO + 2 KC1 + H2O желтый CdCl2 + 2 КОН ® ¯ Cd(OH)2 + 2 KC1 белый NiCl2 + 2 КОН ® ¯Ni(OH)2 + 2 KC1 зеленый CoCl2 + КОН ® ¯CoOHCl + KC1 синий Эти осадки растворяются в минеральных кислотах и водном растворе аммиака (кроме HgO, который в NH4OH нерастворим).
2. Раствор аммиака NH4OH (не в избытке) осаждает катионы шестой группы в виде трудно растворимых соединений: 2CuSO4 + 2NH4OH ® ¯ (CuOH)2SO4 + (NH4) 2SO4 голубой HgCl2 + 2 NH4OH ® ¯ [NH2Hg]Cl + NH4C1 + 2 H2O белый CdCl2 + 2 NH4OH ® ¯ Cd(OH)2 + 2 NH4C1 NiCl2 + NH4 OH ® ¯ NiOHCl + NH4C1 зеленый CoCl2 + NH4 OH ® ¯ CoOHCl + NH4C1 синий Все осадки растворимы в минеральных кислотах, аммиаке и солях аммония: (CuOH)2SO4 + 6 NH4OH + (NH4)2SO4 ® 2[Cu(NH3)4]SO4 + 8Н2О лазурно-синий [NH2Hg]Cl + 2 NH4OH + NH4C1 ® [Hg(NH3)4]Cl2 + 2 H2O бесцветный Cd(OH)2 + 2 NH4OH + 2NH4C1 ® [Cd(NH3)4]Cl2 + 4 H2O бесцветный NiOHCl + 5 NH4OH + 2NH4C1 ® [Ni(NH3)6]Cl2 + 6 H2O синий CoOHCl + 5 NH4OH + 2NH4C1 ® [Co(NH3)6]Cl2 + 6 H2O грязно-желтый Реакции обнаружения катионов меди (С u2+) Взаимодействие катионов меди с аммиаком. Как уже отмечалось выше, катионы Сu2+ в избытке раствора аммиака переходят в комплексный ион [Cu(NH3)4]2+ который обладает характерным лазурно-синим цветом. Предельная открываемая концентрация катионов Сu2+ этой реакцией равна 10 мг/л. Если в растворе имеется Ni2+ в значительной концентрации по сравнению с Сu2+, то окраска аммиаката никеля будет маскировать окраску медно-аммиачной комплексной соли. В таком случае катионы меди следует предварительно выделить из раствора.
Реакции обнаружения катионов ртути (II) (Hg2+) Реагентом на Hg2+ является KI, образующий ярко-оранжевый осадок HgI2, растворимый в избытке реагента:
Hg(NO3)2 + 2 KI ® HgI2¯ + 2 KNO3 Hg2+ +2I- ® HgI2¯ HgI2 + 2 KI ® K2[HgI4] HgI2 + 2I- ® [HgI4]2- бесцветный раствор Применяя микроспособы, можно использовать эту реакцию для открытия Hg2+ в присутствии всех катионов любых аналитических групп. Один из таких способов заключается в том, что в раствор осторожно погружают кончик стеклянной палочки, смоченной раствором KI, при этом вокруг палочки образуется яркое оранжево-красное кольцо HgI2, которое очень быстро исчезает.
Реакции обнаружения катионов кадмия (Cd2+) 1. Катионы кадмия c избытком KI и NH4OH образуют белый осадок комплексной соли [Сd(NН3)4]I2:
Сd(NO3)2 + 4 NH4OH + 2 KI ® [Сd(NН3)4]I2¯ + 2 КNO3 + 4 H2O Cd2+ + 4 NH4OH + 2 I- ® [Сd(NН3)4]I2¯ + 4 H2O
Открытию Cd2+ этой реакцией не мешают ни один из других катионов. Открываемая концентрация составляет не менее 50-100 мг/л. 2. При действии на катионы кадмия сероводородной воды образуется сульфид кадмия, окрашенный в ярко-желтый цвет
Cd2+ + H2S ® CdS¯ + 2H желтый Реакции обнаружения катионов кобальта (Со2+) Калия роданид KCNS или аммония роданид NH4CNS образует с катионом Со2+ комплексную соль: CoCl2 + 4 NH4CNS ® (NH4)2[Co(CNS)4] + 2 NH4Cl Co2+ + 4 CNS- ® [Co(CNS)4]2- Тетрароданокобальтиат аммония (NH4)2[Co(CNS)4] имеет красивую сине-голубую окраску; ион [Co(CNS)4]2- неустойчив и легко распадается в водных растворах. Но если к раствору прибавить амиловый спирт и взболтать, то это комплексное соединение переходит в смесь растворителей (оно более растворимо в них, чем в воде) и окрашивает слой в голубой цвет. При проведении данной реакции необходимо иметь в виду, что для уменьшения диссоциации иона [Co(CNS)4]2- следует ввести избыток ионов CNS. Выполнение опыта: к раствору, содержащему ионы Co2+ добавить 8-10 капель раствора KCNS и 1-2 стеклянных шпателя кристаллического KCNS. Затем прилить 5-6 капель амилового спирта и встряхнуть. Окрашивание верхнего слоя раствора в ярко-голубой цвет говорит о присутствии катиона Co2+.
Реакции обнаружения катионов никеля (Ni2+) Специфическим реактивом на катион Ni2+ является диметилглиоксим (реактив Л. А. Чугаева). В результате этой реакции образуется внутрикомплексная соль диметилглиоксимина никеля, обладающая характерной розовой окраской: CН3 ¾ C = NOH CH3 ¾ C = NO ON = C ¾ СН3 Ni2+ +2 | ® | Ni | + 2H+ CН3 ¾ C = NOH CН3 ¾ C = NOH HON = C ¾ СН3
Эта реакция легко протекает в аммиачной среде, когда никель предварительно переведен в комплексный аммиакат. При добавлении диметилглиоксима к аммиачному раствору соли никеля выпадает розовый осадок комплексной соли. Обнаружению катиона Ni2+ этой реакцией мешают только катионы Fe2 +, которые легко перевести в Fe3+ окислением водорода перокcидом. Предельная открываемая концентрация Ni2+ диметилглиоксимом равна 4 мг/л.
|
