Аналитические реакции катионов никеля Ni (П)
Аквакомплексы никеля (II) [Ni(H2O)6]2+ окрашены в зеленый цвет, поэтому водные растворы солей никеля (II) имеют зеленую окраску. В растворах никель (II) присутствует только в форме комплексных соединений.
a) Реакция сo щелочами. Катионы никеля (II) Ni2+ осаждаются щелочами из водных растворов в виде малорастворимого гидроксида никеля (II) Ni(OH)2 зеленого цвета:
Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓ (зеленый)
Осадок растворяется в растворах кислот и аммиака:
Ni(OH)2↓+2H+→ Ni2++2H2O
Ni(OH)2↓+6NH3→[Ni(NH3)6]2++2OH-
Выполнение реакции.В пробирку вносят 2 - 3 капли раствора соли никеля (II) и прибавляют по каплям при перемешивании раствор щелочи. Выпадает светло-зеленый осадок.
б) Реакция с аммиаком. Аммиак осаждает из растворов солей никеля (II) светло-зеленые осадки основных никеля (II), например:
Ni2++NH3∙H2O+NO3-→Ni(OH)NO3↓+NH4+
Ni2++NH3∙H2O+CI-→ Ni(OH)CI↓+NH4+
В избытке аммиака осадки оксисолей никеля (II) растворяются с образованием комплексных гексамминникель(II)-катионов синего цвета, например:
Ni(OH)CI↓+6NH3→[Ni(NH3)6]2++OH-+CI- (синий раствор)
Гексамминникель (II) хлорид [Ni(NH3)6]Cl2, гексамминникель (II) нитрат [Ni(NH3)6](NO3)2, гексамминникель (II) сульфат [Ni(NH3)6]SO4 хорошо растворяются в воде. Некоторые другие гексааммиакаты никеля (II), такие, как фиолетовый гексамминникель (II) бромид [Ni(NH3)6]Br, голубой гексамминникель (II) перхлорат [Ni(NH3)6](C1O4)2, в воде малорастворимы.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 2—3 капли раствора хлорида никеля (II) NiCl2, (или нитрата Ni(NO3)2, или сульфата NiSO4) и прибавляют по каплям при перемешивании разбавленный раствор аммиака до выпадения зеленого осадка NiOHCl. Добавляют по каплям при перемешивании концентрированный (25%-й) раствор аммиака до полного растворения осадка и образования раствора синего цвета.
Осторожно нагревают смесь и прибавляют к ней по каплям концентрированный раствор бромида калия КВг до выпадения фиолетового осадка [Ni(NH3)6]Br2.
в) Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева). Катионы Ni2+ при реакции с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева) при рН.≈ 6 - 9 образуют малорастворимое в воде внутрикомплексное соединение розово-красного цвета - бисдиметилглиоксиматоникель (П) (старое название - «никельдиметилглиоксим»):
Обычно реакцию проводят в среде аммиака.
Осадок растворяется в сильных кислотах и щелочах, нерастворим в растворах аммиака.
Катионы кобальта (II) в малых концентрацияхне мешают определению никеля. Мешают катионы Cu2+, Pb2+, Fe2+, Fe3+. Разработаны методики для устранения их мешающего действия.
Эта реакция, впервые предложенная Л. А. Чугаевым, является наиболее характерной на катионы никеля (II) и высокочувствительной: предел обнаружения равен 0,16 мкг, предельное разбавление - 3-105 мл/г. Чувствительность реакции повышается в присутствии небольшихколичеств окислителей (бром, иод и др.), переводящих никель (II) в никель (III), комплекс которого с диметилглиоксимом имеет еще более интенсивную окраску.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 3 - 4 капли раствора соли никеля (II), прибавляют 3 - 4 капли концентрированного раствора аммиака и 1 каплю спиртового раствора диметилглиоксима. Выпадает розово-красный осадок комплекса.
Реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге. Для этого на листок фильтровальной бумаги наносят каплю раствора соли никеля (II), затем каплю спиртового раствора диметилглиоксима. Бумагу держат над склянкой с концентрированным раствором аммиака (в парах аммиака) до появления розово-красного пятна.
Другие реакции катионов никеля (II).Катионы Ni2+ с сульфид-ионами S2- в нейтральной среде образуют черный осадок сульфида никеля (II) NiS; со смесью щелочи и хлорной воды - черно-бурый осадок гидроксида никеля (Ш) Ni(OH)3; с тиоцианатом калия KNCS и пиридином (Ру) - голубой осадок комплекса состава [NiPy4](NCS)2; с рубеановодородной кислотой - сине-фиолетовый осадок рубеаната никеля, малорастворимый в кислотах и аммиаке.
V. Литература.
1. Ю. Я. Харитонов. Аналитическая химия. Ч. 1 .высшая школа, М, 2001 гл. 6, с. 130-152.
2. В.П. Васильев. Аналитическая химия. Книга 1. Титриметрические и гравиметрический методы анализа. Высшее образование. М., 2004 г. С. 82-111.
2. Ю. Я. Золотов. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Высшая школа, М., 200I. с. 121-135
3. Лекции.
З А Н Я Т И Е № 5.
I. Тема: Анализ смеси катионов IV, V, VI групп.
П. Цель: 1. Сформировать знания о свойствах буферных систем и их применении в аналитической химии; научиться количественно рассчитывать их параметры (рН и буферную емкость).
2. Научиться определять и идентифицировать катионы IV, V и VI групп в смеси.