Анализ смеси катионов 4 группы

Групповым реагентом этой гр являются 2М растворы NaOH или КОН. При анализе смеси катионов IV аналити­ческой группы, содержащей Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, As(lII), As(IV), Sti(II), Sn(IV), последовательно выполняют следующие операции:

• получение гидроксидов катионов IV аналитической группы, их растворение в избытке щелочи и окисление. К исходному ра­створу прибавляют при нагревании смесь NaOH и Н2О2. При этом в раствор переходят ионы [А1(ОН)4] "СrО4^2-", SnO3^2-", AsO4^3-, [Zn(OH)₄]^2- ;

• осаждение гидроксидов олова и алюминия. Для этого раствор нагревают с NH₄C1. Образуется осадок А1(ОН)з и Sn(OH)₄, а в растворе остаются [Zn(NH₃)₄]²⁺, СrО4^2-, AsO4^3-;

• растворение осадка А1(ОН)₃ и Sn(OH)₄ и обнаружение ионов алюминия и олова. После отделения осадка центрифугированием его растворяют действием НС1 и в полученном растворе обнару­живают ионы алюминия и олова характеристическими реакция­ми (4.43), (4.45), (4.74), (4.77), (4.79);

• цинк осаждают из раствора [Zn(NH₃)₄]²⁺, СгО4^2- и AsO4^3- про­водят действием Na₂C0₃ при нагревании. Образующийся осадок основной соли цинка [Zn(0H)]₂C0₃ отделяют центрифугирова­нием, растворяют в НС1, а затем определяют с помощью его ха­рактеристических реакций;

• хром и мышьяк в оставшемся растворе СrО4^2-, AsO4^3- выявля­ют с помощью характеристических реакций/

Катионы 5 гр

К ним относят катионы Fe²⁺, Fe^3+,Mn²⁺.

Растворы Fe³⁺имеют желтую окраску, р-рыFe²⁺ - бледно-зеленую, Mn²⁺ - бледно-розовую.
К малорастворимым солям в воде относят:

· Сульфиды

· Фосфаты

· Карбонаты

К хорошо растворимым в воде:

· Сульфаты

· Хлориды

· Бромиды

· Йодиды

Катионы данной группы образуют слабые основания малорастворимые в воде.
Соли в водных растворах подвергаются гидролизу, соли образованные сильными кислотами имеют кислую реакцию.

Большое значение имеет образование комплексных цианидов, тиоционатов при обнаружении катионов Fe³⁺и Fe^2+. При осаждении ионов Fe³⁺, Fe²⁺иMn²⁺выделяют осадки сульфидов.

Аналитические реакции ионов Fe2+:

Растворы солей имеют желтую окраску или красно-бурую.

I. Едкие щелочи и гидроксид аммония образуют с ионами железа красно-бурый осадок.

3 NH₄OH+FeCl₃=3NH₄Cl+Fe(OH)₃
В отличие от гидроксида аммония и гидроксида хрома, железо не обладает амфотерными с-вами и поэтому не растворяется в избытке щелочи

II. Ацетат натрия (CH₃COONa) с ионами железа образует ацетат железа(III) – изменение окраски р-ра в красно-бурую.

приводит к образованию основной соли железа, выпадающей в виде бурого осадка.

(CH3COO)3Fe+H2O=CH3COO(OH)2Fe+CH3COOH

III. Карбонаты щелочных Ме и аммония образуют с ионами железа бурый осадок основных солей, который при кипячении превращается в гидроокись.

IV. Роданид аммония и родонид калия образуют с ионами железа в-во растворимое в воде, кроваво-красного цвета

KCNS+FeCl3=Fe(CNS)3+3KCl

Т.к. эта реакция обратима, то прибавление осадка усиливает окраску.

V. Ферроцианид калия образует с ионом железа темно- синий осадок («Берлинская лазурь»)

K4[Fe(CN)6]+FeCl3=Fe4[Fe(CN)6]3+3KCl

Слишком сильное подкисление не рекомендуется, т.к. осадок растворяется, а так же он растворим в щелочах.

VI. Na2HPO4 образует с ионами железа бледно-желтый осадок, растворимый в сильных кислотах, но не растворим в уксусной кислоте.

2Na2HPO4+FeCl3=FePO4+3NaCl+NaH2PO4

VII. ОВР. Ион железа(III) способен восстанавливаться в ион железа(II). Если в подкисленный р-р соли железа(III) пропускать сероводород, происходит окисление сероводорода до серы, выпадающей в виде белой мути.

2FeCl3+Y2S=2FeCl2+S+2HCl

Аналитические реакции катиона Fe²⁺:

Р-ры солей закиси железа бледно-зеленого цвета, разбавленные р-ры – бесцветные.

1) Едкие щелочи осаждают ион железа в отсутствии воздуха в виде белого (прио.у. – грязно- зеленого) осадка.

2NaOH+FeCl2=Fe(OH)2+2NaCl

Осадок быстро окисляется на воздухе, меняя свою окраску. Конечный продукт окисления – Fe(OH)3. Осадок Fe(OH)2 растворяется в кислотах, но не растворяется в щелочах.

2) NH4OHосаждает ион железа в виде гидроксида железа, в присутствии солей аммония осаждение не происходит.

3) Карбонаты щелочных Ме и NH4 образуют с ионами железа белый осадок, быстро буреющий на воздухе в следствии окисления его до Fe(OH)3.

4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2

4) Феррицианид калия образует с ионами железа синий осадок, называемый «турбулева синь».

K3[Fe(CN)6]+FeCl2=Fe2[Fe(CN)6]+KCl

Осадок не растворим в кислотах и разлагается в щелочи

5) Диметилглиоксин с ионами железа дает растворимый в воде внутрикомплексную соль красного цвета.

6) Окисление железа(2) в железо(3), в то время, как ион железа(3) обладает свойствами слабого окислителя, ион железа(2) представляет собой восстановитель и способен окисляться при действии ряда окислителейKMnO4,KCr2O7 в кислой среде.

6FeSO4+3H2SO4+2HNO3=3Fe(SO4)3+2NO+4H2O

Аналитические реакции катиона Mn²⁺:

Р-ры солей марганца бледно-розового цвета, разбавленные р-ры бесцветные

1. Едкие щелочи образуют с ионом марганца белый осадок, растворимый в щелочах.

MnCl3+NaOH=Mn(OH)2+NaCl

Осадок быстро буреет на воздухе в следствии окисления до марганца(4), а именно до марганцовистой к-ты H2MnO3

2. Гидроксид аммония подобно едким щелочам осаждает ион марганца.

3. Карбонаты щелочных Ме и NH4 образуют с ионами марганца белый осадок, растворимый в кислотах

MnCl2+Na2CO=MnCO3+NaCl

4. Гидрофосфат натрия образует с ионами марганца белый осадок Mn3(PO4)2, растворимый в мин. к–тах и уксусной кислоте.

5. Окисление Mn(III) в MnO4

a) Двуокисью Pb

Mn(NO3)2+PbO2+HNO3=HMnO4+Pb(NO3)2+H2O

b) Окисление висмутатомнартия

NaBiO3+Mn(NO3)2+HNO3=HMnO4+Bi(NO3)3+NaNO3+H2O

6. БензидинC12H6(NH2)2 окисляет соединения марганца с образованием окрашенных в синий цвет продуктов

7. Реакция сухим путем. Метод растирания. Небольшую порцию исследуемой твердой смеси растирают с кристаллами AgNO3 и несколькими кристаллами NaCO3, в присутствии Mn, реакционная смесь чернеет.