Качественные реакции IV, V, VI групп катионов
Таблица 4.1
| Катион | Реагент | Признак реакции | Уравнения реакций в молекулярном и кратком молекулярно-ионном виде | Условия проведения реакции |
| IV аналитическая группа катионов AI3+, Сг3+, Zn2+, Sn2+, SnIV, AsIII, AsV Групповой реагент: | ||||
| AI3+ | Ализарин (1,2-диоксиантрахинон С14H6O2OH) | На полоске фильтровальной бумаги в парах аммиака | ||
| Алюминон | Мешают Fe3+, Bi3+ рН 8,5—9,5 | |||
| Сухим путем нитрат кобальта Со(NOз)2 | 2Al2(SO4)3+2Co(NO3)2=2Co(AlO2)2+6SO3+4NO2+O2 | Мешают Zn2+, Cr3+, Cu2+, Ni2+ | ||
| NH3 | ||||
| Сг3+ | NH3 | Сг(ОН)з серо-зеленого (серо-фиолетового) цвет | ||
| Гидроксид натрия (избыток) | СгС1з + 3NaOH = Сг (ОH)3 + 3NaCl Сг3+ + ЗОН- = Cr(OH)3 2Сг (ОН)з + 6NaOH =2 Na3[Cr(OH)6] Сг (ОН)з + 3OH- = [Cr(OH)6]3- | |||
| Реакции окисления катиона Cr3+: а) Окисление в щелочной среде пероксидом водорода H2O2 или пероксидом натрия Na2O2 | 2Na3[Cr(OH)6]+3H2O2=2Na2CrO4+8H2O+2NaOH 2[Cr(OH)6]3-+3H2O2+-=2CrO42-+8H2O+2OH- |
Таблица 4.1 (продолжение)
| б) Окисление в кислой среде перманганатом калия КМпО4 | 5Cr2(SO4)3+6KMnO4+11H2O=5H2Cr2O7+6MnSO4+3K2SO4+6H2SO4 10Cr3++6MnO4-+11H2O=5Cr2O72-+6Mn2++22H+ | |||
| в) Окисление персульфатом аммония (NH4)2S2O8 в кислой среде | Cr2(SO4)3+3(NH4)2S2O8+7H2O=(NH4)2Cr2O7+ 2(NH4)2SO4 2Cr3++3S2O82-+7H2O=Cr2O72-+6SO42-+14H+ | |||
| Zn2+ | Раствор аммиака | ZnCI2 + 2NH3 + Н2О = Zn (ОН)2 + 2NH4Cl Zn (ОН)2 + 4NH3 = [Zn (NH3)4](ОН)2 | ||
| Карбонаты щелочных металлов и аммония | 2ZnCl2 + 2Na2CO3 + Н2О = Zn2(ОН)2CO3 + 4NaCl +CO2 2Zn2+ + 2СО32- + H2O= Zn2(ОН)2CO3 + CO2 | |||
| Гексацианоферрат(П) калия K4[Fe(CN)6] | 3ZnSO4 + 2К4 [Fe (CN)6] = К2Zn3[Fe (CN)6]2 + ЗК2SО4 Zn2++ 2 [Fe (CN)6]4- + 2K+ = К2Zn3[Fe(CN)6]2 | |||
| Раствор дифенилтиокарбазона (дитизона) в хлороформе или в четыреххлористом углероде | ||||
| V аналитическая группа катионов Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+, Bi3+, Sb3+, Sb5+ Групповой реагент: | ||||
| Fe2+ | Едкие щелочи NaOH, КОН | Fе2++2OН-=Fе(ОН)2 4Fe(OH)2+2Н2O+О2= 4Fе(ОН)3 |
Таблица 4.1 (продолжение)
| Раствор аммиака | 2NH3 + Н2O + FeSO4 = Fe(ОН)2 + (NH4)2SO4 | Присутствие солей аммония препятствует выпадению осадка | ||
| Гексацианоферрат(III) калия К3[Fe(CN)6] | 2[Fe(CN)6]3-+3Fe2+ =Fe3[Fe(CN)6]2 | |||
| Диметилглиоксим (реактив Чугаева) | соль карминово-красного цвета | |||
| Окисление Fe2+ в Fe3+ азотной кислотой | ||||
| Fe3+ | Едкие щелочи КОН, NaOH и раствор аммиака NH3 | Fe3++ЗОН-=Fe(OH)3 | Реакцию можно проводить в присутствии солей аммония | |
| Гексацианоферрат(II) калия K4[Fe(CN)6] | ||||
| Роданид аммония NH4SCN | Fe3+ + 3SCN-= Fe(SCN)3 | |||
| Bi3+ | Гидролиз | В1С13+2Н2O=Вi(ОН)2С1+2НСl Bi(OH)2Cl=BiOCl+H2O | ||
| Едкие щелочи КОН, NaOH | Bi3++3OH-=Bi(OH)3 | |||
| Иодид калия KI |
Таблица 4.1 (продолжение)
| Mg2+ | Едкие щелочи КОН и NaOH и раствор NH3 | |||
| Гидрофосфат натрия Na2HPO4 | MgSO4 + Na2HPO4 + NH3 = MgNH4PO4 + Na2SO4 Mg2+ + HPO42- + NH3 = MgNH4PO4 | |||
| Микрокристаллоскопическая реакция | На предметном стекле. Зарисовать кристаллы. | |||
| Магнезон I (пара-нитробен-золазорезорцин) илимагнезон II(пара-нитробен-золазо-α-нафтол) в щелочной среде | ||||
| Sb3+ | Гидролиз | SbCl3+H2O=SbOCI+2НСl | ||
| Тиосульфат натрия Na2S2O3 | 2SbCl3+2Na2S2O3 +3Н2O=Sb2OS2 + 2H2SO4+4NaCl+2НСl 2Sb3+ +2S2O32-+3H2O= Sb2OS2 + 6H++SO42- | |||
| Восстановление иона Sb3+ до металлической сурьмы (Zn, Fe, AI) | 3Zn + 2SbCl3= 2Sb+3ZnCl2 | |||
| Мn2+ | Гидроксиды КОН, NaOH | Мn2+ + 2OН-= Мn(ОН)2 | ||
| Аммиак | В присутствии солей аммония осаждение не происходит | |||
| Окисление катиона Мn2+ в анион МпО4- а) Окисление оксидом свинца | 2Mn(NO3)2 + 5РЬО2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O 2Мn2+ + 5РЬО2 + 4Н+ = 2МпО4-+ 5РЬ2+ + 2Н2O |
Таблица 4.1 (продолжение)
| б) Окисление персульфатом аммония (NH4)2S2O8 | 2MnSO4+5(NH4)2S2O8+8Н2O=2HMnO4+ 5(NH4)2SO4+7H2SO4 2Мп2++5S2O82-+8H2O=2МпО4-+10SO42-+10Н+ | |||
| VI аналитическая группа катионов Сu2+ , Hg2+ , Cd2+ , Со2+ , Ni2+ Групповой реагент: | ||||
| Сu2+ | Едкие щелочи КОН, NaOH | |||
| Водный раствор аммиака | СuSO4 + 4NH3 = [Сu (NН3)4]SO4 | |||
| Тиосульфат натрия Na2S2O3 | При избытке: 2CuSO4 + 4Na2S2O3 = 3Na2SO4 + Na2S4O6 + SO2 + S +Cu2S При эквивалентных соотношениях и недостатке реагента: CuSO4 + Na2S2O3= Na2SO4 + CuS2O3 CuS2O3+H2O=CuS+H2SO4 | |||
| Металлический алюминий, железо и цинк | Cu2+ + Zn= Сu + Zn2+ | |||
| Сероводород H2S или сульфид натрия Na2S | ||||
| Hg2+ | Сероводород и тиосульфат натрия Na2S2O3 | HgCI2 + H2S = HgS + 2НС1 |
Таблица 4.1 (продолжение)
| Водный раствор аммиака | ||||
| Иодид калия | Hg (NОз)2 + 2KI = HgI2 + 2KNO3 Hg2+ + 2I- = HgI2, HgI2 + 2KI = К2 [HgI4] HI2 + 21- = [HgI4]2- | |||
| Хлорид олова SnCl2 | 2HgCl2 + SnCI2= Hg2Cl2+SnCl4 Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCI4 | |||
| Со2+ | Водный раствор аммиака | |||
| Роданид аммония (или калия) NH4SCN (KSCN) | СоСl2 + 4NH4SCN= (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl Со2+ + 4SCN-= [Со (SCN)4]2- | |||
| Ni2+ | Диметилглиоксим (реактив Чугаева) | |||
| Cd2+ | Водный раствор аммиака | |||
| Сероводород в уксуснокислой среде | H2S + CdCl2= 2HC1 + CdS H2S + Cd2+= CdS + 2Н+ |
Примечание:
- исследуйте растворимость осадков в кислотах (HCI, HNO3, CH3COOH) и щелочах;
- в колонке «Условия проведения реакции» отразите какие ионы мешают проведению данной реакции, а также рН, температурный режим;
- укажите окраску катионов в водных растворах.