ТЕМА: Анализ смеси катионов первой группы 4 страница

Условия проведения опыта.

1. Для проведения реакции берется свежеприготовленный раствор хлорида олова (II).

2. Не следует брать большого избытка щелочи.

3. Проведению реакции мешают катионы Ag⁺, Hg²⁺ и др.

Частные реакции катиона Mg²⁺

1. Гидроксиды калия и натрия образуют с катионом Mg²⁺ белый аморфный осадок гидроксида магния Mg(OH)₂, растворимый в кислотах и солях аммония.

Опыт. В первую пробирку возьмите 4 капли раствора соли магния, прибавьте 4 капли насыщенного раствора хлорида аммония. Во вторую пробирку возьмите 4 капли раствора соли магния и прибавьте 4 капли воды (чтобы концентрация растворов была одинакова). Затем в обе пробирки прибавьте осадитель – гидроксид аммония. Почему не выпадает осадок в первой пробирке? Дайте объяснение.

2. Гидрофосфат натрия Na₂HPO₄ дает с катионом магния в присутствии гидроксида и хлорида аммония белый кристаллический осадок фосфата магния-аммония MgNH₄PO₄:

MgSO₄ + Na₂HPO₄ + NH₄OH ® MgNH₄PO₄¯ +Na₂SO₄ + H₂O

Mg²⁺ + HPO₄^2- + NH₄OH ® MgNH₄PO₄ + H₂O

Хлорид аммония добавляют, чтобы не выпал аморфный осадок гидроксида магния Mg(OH)₂.

Опыт.Возьмите 3-4 капли раствора соли магния и смешайте с 4-5 каплями 2Н раствора соляной кислоты и 3-5 каплями раствора гидрофосфата натрия Na₂HPО₄. После этого прибавьте к раствору по одной капле 2 Н раствора аммиака, перемешивая раствор после каждой капли. Вначале аммиак нейтрализует прибавленную кислоту, причем образуется хлорид аммония, препятствующий образованию гидроксида магния. После окончания реакции выпадает характерный кристаллический осадок – фосфат магния-аммония MgNH₄PO₄.

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится в аммиачной среде при рН=8.

2. Избыток катионов NH₄⁺ мешает выпадению осадка MgNH₄PO₄.

3. Не следует брать избыток соляной кислоты.

4. Катионы всех аналитических групп, кроме первой, могут мешать проведению реакции.

3. Микрокристаллоскопическая реакция.

Опыт.Каплю раствора соли магния, содержащую немного хлорида аммония поместите на предметное стекло и обработайте в парах 25% раствора аммиака. Затем поместите в каплю кристаллик гидрофосфата натрия Na₂HPO₄× 12Н₂О и рассмотрите кристаллы под микроскопом.

4. Магнезон 1(пара-нитробензолазорезорцин) или магнезон II (пара-нитробензолазо-a-нафтол)

в щелочной среде дает красную или красно-фиолетовую окраску. Эта реакция основана на свойстве гидроксида адсорбировать некоторые красители.

Опыт.На фарфоровую пластинку (предметное стекло или пробирку) поместите 1-2 капли анализируемого на катион Mg²⁺ раствора и добавьте 1-2 капли щелочного раствора реактива. Появляется синяя окраска или синий осадок. Если раствор имеет сильнокислую реакцию, то появляется желтая окраска. В данном случае надо добавить несколько капель щелочи.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию необходимо проводить в щелочной среде при рН>10.

2. Реакции мешает наличие солей аммония.

Частные реакции катиона Sb³⁺

Гидролиз. При действии воды на соли сурьмы они подвергаются гидролизу в большей степени, чем соли висмута:

SbCl₃ +H₂O « SbOCl¯ +2HCl

Опыт.Несколько капель раствора соли сурьмы разбавьте водой - выпадает белый осадок хлористого стибила или хлористого антимонила.

Условия проведения опыта.

1. рН среды должен быть не меньше 3-4. В избытке кислоты осадок может не выделиться.

2.Нагревание способствует выпадению осадка

3.Наличие винной кислоты в растворе препятствует выпадению осадка (в отличие от соединений висмута).

2. Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ дает с катионом Sb³⁺ при нагревании красный осадок сероокиси сурьмы (III) Sb₂O₂S₂:

2SbCl₃ +2Na₂S₂O₃ + 3H₂O ® Sb₂OS₂¯ +2H₂SO₄ + 4NaCl +2HCl

2Sb³⁺ +2S₂O₃^2- + 3H₂O ® Sb₂OS₂ +2SO₄^2-+ 4NaCl +6H⁺

При наличии ионов Bi³⁺ выпадает черный осадок, который будет маскировать окраску сероокиси сурьмы.

Опыт.В пробирку налейте 2-3 капли раствора хлорида сурьмы (III), добавьте каплю серной кислоты и 5-6 капель воды, бросьте кристалик тиосульфата натрия и нагрейте. Выпадает красный осадок сероокиси сурьмы.

Условия проведения опыта.

1. Избыток серной кислоты разлагает реактив с образованием оксида серы (IV) SO₂ и серы.

2. Наличие катионов Сu²⁺, Hg²⁺ и др., образующих труднорастворимые сульфиды, мешает проведению реакции.

3. Восстановление иона Sb³⁺до металлической сурьмы. Восстановить катионы Sb³⁺ до металлической сурьмы можно металлами, стоящими в ряду напряжения левее сурьмы.

Опыт. На хорошо очищенную наждачной бумагой цинковую, алюминивую или железную пластинку нанесите каплю подкисленного соляной кислотой анализируемого раствора. После некоторого времени поверхность пластины под каплей становится черной (выделение металлической сурьмы).

3Zn +2SbCl₃ ® 2Sb¯ + 3ZnCl₂

Условия проведения опыта.

1. Раствор, содержащий ионы Sb³⁺, должен иметь реакцию при рН=1-2.

2. Испытуемый раствор не должен содержать сильных окислителей.

3. Почернение пластины происходит через 2-3 минуты.

Частные реакции катиона Sb⁵⁺

1. Гидролиз. При разбавлении растворов солей сурьмы водой образуется белый осадок (основная соль сурьмы), растворимый в избытке соляной кислоты:

[SbCl₆]^- + 2H₂O ® SbO₂Cl¯ + 5Cl^- + 4H⁺

2. Гидроксиды натрия, калия и аммиак дают с катионом Sb⁵⁺ белый осадок метасурьмяной кислоты:

[SbCl₆]^- + 5ОН^- ® HSbO₃¯ +6Cl^- + 2H₂O

3. Металлы – цинк, олово, магний, железо – действуют на катион Sb⁵⁺ так же, как и на катион Sb³⁺.

4. Метиловый фиолетовый в солянокислых средах с катионом дает фиолетовое окрашивание.

Опыт. В пробирку возьмите 2-3 капли анализируемого раствора, 2-3 капли соляной кислоты и 1-2 капли раствора нитрита натрия NaNO₂. Затем добавьте 3 капли насыщенного раствора мочевины и слегка нагрейте. 2 капли приготовленного раствора поместите в пробирку и налейте 1 мл водного раствора реагента. При наличии Sb⁵⁺ раствор приобретает фиолетово-синюю окраску.

Условия проведения опыта.

1. Для окисления ионa Sb(III) добавляют раствор нитрита натрия (лучше брать кристаллический)

2. Для удаления избытка иона NO₂^- добавляется насыщенный раствор мочевины.

3. Необходимо проведение контрольного опыта.

Опыт. В пробирку налейте 2-3 капли дистиллированной воды, добавьте 2-3 капли хлороводородной кислоты (d=1,19), 1-2 капли раствора нитрита натрия и 3 капли насыщенного раствора мочевины и слегка нагрейте.

После этого 2 капли приготовленного раствора поместите в пробирку и добавьте 2 мл водного раствора реагента. Раствор не должен иметь фиолетовой окраски.

Контрольная задача

ТЕМА:Анализ смеси катионов пятой группы

При систематическом ходе анализа катионов пятой группы учитывается некоторые особенности их соединений: гидролизуемость солей висмута и сурьмы, растворимость основных солей сурьмы в винной кислоте, нерастворимость оксида марганца в разбавленной азотной кислоте, растворимость гидроксида магния в растворе хлорида аммония.

Открытие катионов Fe²⁺, Fe³⁺.

Катионы Fe²⁺ обнаружают раствором гексациано-(III) феррата калия, а катионы Fe³⁺ - раствором гексациано-(II) феррата калия в солянокислой среде в присутствии катионов пятой группы.

Открытие катионов Sb³⁺, Bi³⁺.

При наличии осадка его растворяют в соляной кислоте, доводят рН раствора до 4-6. Затем добавляют пятикратный объем дистиллированной воды. Образовавшийся осадок основных солей сурьмы и висмута фильтруют, обрабатывают его раствором винной кислоты (1н). Основные соли и гидроксид сурьмы при этом растворяют в винной кислоте – производные висмута остаются в осадке. В полученном виннокислом растворе открывают сурьму (III) любой характерной реакцией, лучше сероводородной водой. Осадок, содержащий основные соли висмута, промывают дистиллированной водой и растворяют в концентрированной соляной кислте. Катионы висмута открывают хлоридом олова(II) в щелочном растворе или другими частными реакциями.

Открытие катионов Mg²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺.

Фильтрат, содержащий катионы Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺ обрабатывают раствором гидроксида натрия или калия, добавляют перекись водорода, нагревают и фильтруют. Полученный осадок гидроксида железа (III), оксида марганца и гидроксида магния обрабатывают раствором хлорида аммония для растворения гидроксида магния. Оставшийся осадок гидроксида железа (III), оксида марганца обрабатывают разбавленной азотной кислотой для растворения гидроксида железа (III). В полученном растворе открывают катионы Fe³⁺ характерными реакциями.

Осадок оксида марганца растворяют в соляной кислоте или серной кислоте, и в полученном растворе открывают катионы Mn²⁺ персульфатом аммония (окиление Mn²⁺до MnO₄^-), ведут при нагревании, добавив каплю раствора нитрата серебра. Катионы Mn²⁺ можно открывать дробным путем этой же реакцией.

Катионы магния обнаруживают действием Na₂HPO₄ или магнезон 1 в фильтрате (III).

К раствору солей железа(III) приливают раствор аммиакa до появления осадка, затем приливают несколько капель соляной кислоты и кипятят. Катион Fe³⁺ переходит в раствор, где его обнаруживают характерными реакциями.

Схема систематического хода анализа катионов пятой группы.

1. Если катионы пятой группы находятся в виде осадка гидроксидов, то его растворяют в соляной кислоте.
2. В отдельных пробах открывают ион железа (II) сK3[Fe(CN)6] и ион железа (III) с K4[Fe(CN)6]
3. Хлороводородный раствор нейтрализуют 0,5 Н раствором NaOH до появления слабой мути, которую потом растворяют добавлением нескольких капель HCl. Разбавляют десятикратным раствором дистиллированной воды, фильтруют.
4. Осадок (I) SbOCl, BiOCl обрабатывают в пробирке винной кислотой и фильтруют.	5. Фильтрат (I) Fe2+, Mg2+, Mn2+, Fe3+ - все катионы осаждают NaOH, добавляют Н2О2, нагревают и фильтруют.
8. Осадок (III) Fe(OH)3, MnO2, Mg(OH)2 обрабатыают раствором хлорида аммония NH4Cl.
9. Фильтрат (III) MgCl2 открывают с: а) Na2HPO4, б) магнезоном 1	10. Осадок (IV) Fe(OH)3, MnO3 растворяют в разбавленной азотной кислоте.
6. Осадок (II) BiOCl промывают водой, растворяют в HNO3 и открывают Bi3+ характерной реакцией.
12. Осадок (V) MnO2 растворяют в соляной кислоте и обнаруживают с (NH4)2S2O8.	11. Фильтрат (IV) Fe3+, Fe2+ открывают KSCN.
7. Фильтрат (II) C4H4O6(SbO). Из данного раствора открывают сурьму (III) или сурьму (V) характерными реакциями.

Лабораторная работа №7

ТЕМА: Шестая аналитическая группа катионов

(группы гидроксидов, растворяемых в избытке раствора аммиака)

К шестой аналитической группе относятся катионы Cu²⁺,Hg²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

Хотя элементы их расположены в разных группах Периодической системы Д.И. Менделеева: медь – в первой, кадмий и ртуть во второй, кобальт и никель в восьмой; все эти катионы характеризуют способность к комплексообразованию. Их гидроксиды растворяются в избытке аммиака с образованием аминокомплексов различного состава.

Групповым реагентом на катионы шестой группы является гидроксид аммония в избытке. Растворы солей меди, кобальта и никеля окрашены, кадмия и ртути (II) бесцветны.

Гидроксиды калия и натрия с растворами, содержащими катионы Cd²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ дают аморфные осадки гидроксидов, с катионами Hg²⁺ - оксиды, с катионами Со²⁺ - основные соли:

CuSO₄ + 2KOH ® Cu(OH)₂¯ + K₂SO₄

Cu²⁺ + 2OH^- ® Cu(OH)₂

CdCl₂ + 2KOH ® Cu(OH)₂¯ + KCl

Cd²⁺ + 2OH^- ® Cd(OH)₂

NiCl₂ + 2KOH ® Ni(OH)₂¯ + KCl

Ni²⁺ + 2OH^- ® Ni(OH)₂

HgCl₂ + 2KOH ® HgO¯ + 2KCl +H₂O

Hg²⁺ + 2OH^- ® HgO + H₂O

CoCl₂ + KOH ® CoOHCl¯ + KCl

Co²⁺ + OH^- ® CoOHCl

Все эти осадки растворимы в кислотах (соляной, азотной и серной) и в избытке аммиака, кроме соединений ртути (II), которые растворяются в 25% растворе аммиака лишь при добавлении солей аммония.

Опыт. В 5 пробирок налейте по 3 капли раствора соответствующей соли, добавьте по 3 капли раствора щелочи и перемешайте стеклянной палочкой. Обратите внимание на характер и цвет осадка. Затем добавьте в каждую пробирке по 8 капель хлороводородной кислоты, перемешайте стеклянной палочкой, обратите внимание на цвет и растворимость осадка.

Раствор аммиака (не в избытке) взаимодействует с катионом шестой группы с образованием разных соединений:

2CuSO₄ + 2NH₄OH ® (CuOH)₂SO₄¯ + (NH₄)₂SO₄

2Cu²⁺ + SO₄^2-+ 2NH₄OH ® (CuOH)₂SO₄ +2NH₄⁺

CdCl₂ + 2NH₄OH ® Cd(OH)₂¯ + 2NH₄Cl

Cd²⁺ + 2OH^- ® Cd(OH)₂

HgCl₂ + 2NH₄OH ® [NH₂Hg]Cl¯ + 2NH₄Cl +2H₂O

HgCl₂ + 2NH₄OH ® [NH₂Hg]Cl¯ + NH₄⁺ + Cl^- +2H₂O

NiCl₂ + NH₄OH ® NiOHCl¯ + NH₄Cl

CoCl₂ + NH₄OH ® CoOHCl¯ + NH₄Cl

Концентрированный раствор аммиака в избытке дает растворимые соли:

СuSO₄ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]SO₄ +4H₂O

Сu²⁺ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]²⁺ +4H₂O

HgCl₂ + 4NH₄OH ® [Hg(NH₃)₄]Cl₂ +4 H₂O

Hg²⁺ + 4NH₄OH ® [Hg(NH₃)₄]²⁺ +4 H₂O

CdCl₂ + 4NH₄OH ® [Cd(NH₃)₄]Cl₂ +4 H₂O

Cd²⁺ + 4NH₄OH ® [Cd(NH₃)₄]²⁺ +4 H₂O

NiCl₂ + 6NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆]Cl₂ +6 H₂O

Ni²⁺ + 6NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆]²⁺ +6 H₂O

CoCl₂ + 6NH₄OH ® [Co(NH₃)₆]Cl₂ +6 H₂O

Co²⁺ + 6NH₄OH ® [Co(NH₃)₆]²⁺ +6 H₂O

Образование аммиаката ртути (II) и кобальта происходит при нагревании и добавлении к смеси солей хлорида аммония NH₄Сl (избыток катиона NH₄⁺ сдвигает реакцию вправо).

Растворы аммиакатов довольно устойчивы, за исключением аммиаката кобальта, который постепенно под влиянием кислорода из воздуха переходит в аммиакат кобальта (III), имеющего вишнево-красный цвет. В присутствии окислителей реакция протекает мгновенно.

Опыт. Возьмите 5 пробирок, внесите в каждую из них по 3 капли раствора солей меди (II), ртути(II), кадмия, никеля, кобальта. Добавьте сначала по 3 капли 25% раствора аммиака, перемешайте стеклянной палочкой. Обратите внимание на цвет осадка, затем в каждую пробирку внесите по 6 капель концентрированного раствора аммиака, снова перемешайте стеклянной палочкой, кроме того, добавьте в растворы, содержащие катионы Hg²⁺, Co²⁺ , несколько капель кристаллов хлорида аммония NH₄Cl.

Сравните цвет осадков с окраской растворов комплексных солей.

Сероводород из нейтральных растворов осаждает все катионы шестой аналитической группы в виде сульфидов. Сульфиды меди(II), ртути(II), никеля и кобальта черного цвета, сульфиды кадмия – желтого цвета.

Сульфид кобальта и сульфид никеля в кислых растворах в осадок не выпадает. Сульфид кадмия выпадает в осадок только в слабокислой, лучше уксуснокислой среде, а сульфид меди (II) не растворяется при нагревании в разбавленной азотной кислоте. Сульфид ртути (II) не растворяется в разбавленных кислотах, но растворяется при нагревании в концентрированной азотной кислоте и царской водке.

Сероводород ядовит! Работать в вытяжном шкафу!

Опыт.Возьмите 5 пробирок и в каждую налейте по 3-4 капли раствора солей меди (II), ртути (II), кадмия, никеля и кобальта, и добавьте по 5-8 капель сероводородной воды. Для растворения осадков возьмите по 5-7 капель кислоты и внесите их в пробирки, тщательно перемешайте стеклянной палочкой.

Частные реакции катиона Cu²⁺

1. Водный раствор аммиака, взятый в некотором избытке, дает аммиакат меди, имеющий сине-фиолетовую окраску:

CuSO₄ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]SO₄ +4H₂O

Опыт.В фарфоровую чашку поместите 4 - 5 капель раствора соли меди, осторожно выпарьте досуха на асбестированной сетке, охладите и на периферическую часть пятна нанесите каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивной сине–фиолетовой окраски говорит о присутствии катиона Cu²⁺. Эту реакцию удобно использовать для открытия катиона Cu²⁺ в присутствии катионов всех групп.

2. Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃, прибавленный к подкисленному раствору соли меди, обесцвечивает раствор, так как образуется комплексная соль. При нагревании полученного раствора образуется темно-бурый осадок сульфида меди Cu₂S.

Реакции катиона Cu²⁺ может протекать с тиосульфатом натрия с образованием различных продуктов в зависимости от количества реагента. Пи избытке:

2CuSO₄ + 2Na₂S₂O₃ ® Na₂SO₄ + Na₂S₄O₆ + Cu₂SO₄

Cu₂SO₄+ Na₂S₂O₃ ® Na₂SO₄ + Cu₂S₂O₃

Cu₂S₂O₃ + Na₂S₂O₃ ® Na₂[Cu₂(S₂O₃)₂]

Na₂[Cu₂(S₂O₃)₂] + H₂SO₄ ® Na₂SO₄ + H₂[Cu₂(S₂O₃)₂]

H₂[Cu₂(S₂O₃)₂] ® H₂SO₄ + SO₂­ + Cu₂S¯ + S¯

__________________________________________________________

2CuSO₄ + 4Na₂S₂O₃ ® 3Na₂SO₄ + Na₂S₄O₆ + S¯ + Cu₂S¯ + SO₂­

При эквивалентных соотношениях и недостатке реагента:

CuSO₄ + Na₂S₂O₃ ® CuS₂O₃ + Na₂SO₄

CuS₂O₃ + H₂O ® CuS¯ + H₂SO₄

Опыт.Налейте в пробирку 2-3 капли раствора сульфата меди, добавьте 4-5 капель воды, 2-3 капли раствора серной кислоты и добавьте 2-3 кристаллика тиосульфата натрия. Перемешайте стеклянной палочкой и нагрейте. Образуется темно-бурый осадок сульфида меди (I) и серы.

Азотная кислота должна отсутствовать, она окисляет тиосульфат натрия до Na₂SO₄ и S.

Металлический алюминий, железо и цинк восстанавливают катион Cu²⁺ до свободного металла, имеющего вид красной губчатой массы.

Cu²⁺ + Zn ® Cu + Zn²⁺

Опыт.На обезжиренную и зачищенную металлическую пластину (алюминиевую, железную или цинковую) нанесите каплю раствора соли меди, подкисленную серной кислотой. Через некоторое время появляется красноватое пятно меди.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию следует проводить в кислой среде при рН=1-2.

2. В присутствии азотной кислоты осаждение меди не происходит.

3. Реакция с гексацианоферратом(II) калия.

Катионы Cu²⁺ образуют с ферроцианидом калия K₄[Fe(CN)₆] в слабокислой средекрасно-коричневый осадок гексацианоферрата(II) меди Cu₂[Fe(CN)₆]

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- ® Cu₂[Fe(CN)₆]

Осадок не растворяется в в разбавленных кислотах, но растворяется в 25%-м водном аммиаке:

Cu₂[Fe(CN)₆] + 12NH₃ + 4H₂O ®(NH₄)₄[Fe(CN)₆] + [Cu (N₃)₄](OH)₂

Мешают катионы, также образующие окрашенные осадки феррацианидов (Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺).

Реакция катионов меди(II) с ферроцианидом калия можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.

Частные реакции катиона Hg²⁺

Соли ртути ядовиты!

1. Сероводород и тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ в кислой среде с солями ртути (II) при нагревании дают черный осадок сульфида ртути (II) HgS, нерастворимый в разбавленной азотной кислоте:

HgCl₂ + H₂S ® HgS¯ + 2HCl

2. Иодид калия образует с катионом Hg²⁺ красный осадок иодида ртути HgI₂, растворимый в избытке реагента.

Hg(NO₃)₂ + 2KI ® HgI₂¯ + KNO₃ ; Hg²⁺ + 2I^- ® HgI₂

HgI₂ + 2KI ® K₂[HgI₄] ; HgI₂ + 2I^- + 2K⁺ ® K₂[HgI₄]

Опыт.а) в пробирку налейте 4-5 капель раствора нитрата ртути (II) Hg(NO₃)₂ и осторожно опустите палочку, моченную раствором иодида калия KI. Вокруг палочки образуется ярко-красное пятно иодида ртути, которое быстро исчезает.

б) На полоску фильтровальной бумаги нанесите одну каплю разбавленного раствора иодида калия. Затем возьмите пипеткой раствор соли ртути (II), коснитесь осторожно пипеткой центра пятна и подержите 5-6 секунд. Образуется красное пятно.

Этими реакциями можно определить катион Hg²⁺ в присутствии катионов всех аналитических групп, кроме Ag⁺, Pb²⁺, которые предварительно удаляют из анализируемого раствора, добавляя смесь растворов хлорида калия и сульфата калия.

Условия проведения опыта.

1. Реакция протекает при рН< 6.

2. Избыток иодида калия приводит к растворению осадка.

3. Катионы Ag⁺, Pb²⁺ и др., образующие с KI осадки, мешают проведению реакции, поэтому их предварительно необходимо удалить.

3. Хлорид олова SnCl₂ восстанавливает Hg²⁺ до [Hg₂]²⁺, а затем до металлической ртути:

2HgCl₂ + SnCl₂ ® Hg₂Cl₂¯ + SnCl₄

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ ® 2Hg¯ + SnCl₄

Опыт.На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю свежеприготовленного солянокислого раствора хлорида олова SnCl₂ и в центр пятна поместите сначала каплю раствора нитрата серебра, а затем каплю раствора соли ртути(II).

В присутствии катионов Hg²⁺ образуется черное пятно:

2Hg²⁺ + Sn²⁺ + Ag⁺ + 2Cl^- ® Sn⁺⁴ + Ag¯ + Hg₂Cl₂¯

Условия проведения опыта.

1. Реакцию проводят при рН< 5.

2. При выполнении опыта необходимо использовать свежеприготовленный раствор хлорида олова.

3. Сильные окислители мешают протеканию реакции.

4. Восстановление катиона Hg²⁺ до свободной ртути можно проводить металлической медью.

Опыт.На медную пластинку нанесите каплю испытуемого раствора. Через 4-5 минут на поверхности пластинки появляется черное пятно металлической ртути.

Условия проведения опыта.

1. Выполнению этой реакции мешают ионы Ag⁺, Bi^3+, [Hg₂] ²⁺, Sb⁺³,

2. При наличии в испытуемом растворе Sb⁺³ , Bi³⁺ реакция протекает в присутствии анилина.

Частные реакции катиона Cd²⁺

1. Сероводород в уксуснокислой среде с катионом Cd²⁺дает желтый осадок сульфида кадмия:

H₂S + CdCl₂ ® 2HCl + CdS¯

S ^2-+ Cd²⁺ ® CdS¯

Так как открытию катиона Cd²⁺ мешают другие катионы шестой группы, то реакцию проводят следующим образом.

Опыт.В пробирку возьмите 3-4 капли раствора, содержащего катион Cd²⁺, добавьте 6 капель серной кислоты и 2-3 кристаллика тиосульфата натрия и нагрейте на водяной бане 2-3 минуты. При этом сульфид ртути HgS и сульфид меди Cu₂S выпадают в осадок. В растворе остаются катионы Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺. Осадок отделите. В другую пробирку налейте 5-6 капель сероводородной воды и добавьте 2-3 капли фильтрата.

При наличии катиона Cd²⁺ сейчас же выпадает желтый осадок сульфида кадмия CdS. Проверьте его растворимость в соляной и уксусной кислотах.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию образования сульфида кадмия проводят в уксуснокислой среде.

2. Окислители мешают осуществлению реакции.

2. Тиомочевина образует с солями кадмия легкорастворимые комплексные соли:

CdCl₂ + 4 CS(NH₂)₂ ® [Cd(CSN₂H₄)₄]Cl₂

Комплексные соли кадмия легко разлагаются сероводородом даже при избытке тиомочевины. Комплексы других катионов устойчивы.

Опыт.В пробирку налейте 3-4 капли соли кадмия, добавьте 3-4 кристаллика тиомочевины, перемешайте палочкой, дайте постоять 3 минуты и затем добавьте 5-6 капель свежеприготовленной сероводородной воды.

В присутствии катиона Cd²⁺ выпадает желто-оранжевый осадок. Эта реакция позволяет открыть Cd²⁺ в присутствии ионов Cu²⁺, которые дают прочный тиомочевинный комплекс.

3. Открытие Cd²⁺ при помощи KI. Катионы кадмия с избытком KI и NH₄ОН образует белый осадок комплексной соли [Cd(NH₃)₄]I₂. Для открытия катионов кадмия к раствору соли кадмия приливают раствор аммиака до полного растворения образовавшегося вначале осадка, затем – небольшое количество 30-40% свежеприготовленного раствора KI. При этом через некоторое время из раствора выделяется белый осадок йодистого тетраммина кадмия: