Ход анализа смеси катионов VI группы

Рационально открывать катионы VI группы из смеси дробным методом, используя характерные реакции. Прежде всего, обратить внимание на цвет раствора, рН, наличие и цвет осадка. Сделать предварительные выводы. Рекомендации для дробного анализа смеси приведены ниже.

1. Открытие катионов Cu2+. Можно проводить капельной реакцией с KI или пробирочной с K4[Fe(CN)6].

2. Открытие катионов Hg2+. При отсутствии Cu2+ – капельной реакцией с KI. В присутствии Cu2+ – восстановление Hg2+ на медной пластинке.

3. Открытие катионов Ni2+. Реакцией с реактивом Чугаева.

4. Открытие катионов Co2+. Реакция с KNO2 в уксуснокислой среде. При отсутствии Cu2+ – реакция с NH4SCN.

5. Открытие катионов Cd2+. Отделение катионов Cd2+ от остальных катионов VI группы путём кипячения части раствора с несколькими кристалликами Na2S2O3 в кислой среде. Фильтрование и открытие катионов Cd2+ в растворе действием сероводородной воды.

Вопросы по IV-VI группам катионов

1. Как ведут себя катионы IV группы при добавлении эквивалентного количества щелочи и ее избытка?

2. Почему для катионов IV группы в качестве группового реагента нельзя использовать раствор аммиака?

3. Напишите характерную реакцию для катиона Al3+.

4. В чем заключается отличие окисления ионов Cr3+ в кислой и щелочной среде?

5. При проведении качественной реакции на цинк добавляют раствор ацетата натрия. Для чего это делают (показать уравнением реакции)?

6. Как ведут себя катионы V группы при добавлении эквивалентного количества щелочи и ее избытка?

7. Чем по составу отличаются осадки «турнбулевой сини» и «берлинской лазури»?

8. При проведении качественной реакции на Fe3+ добавляют избыток тиоцианата. Для чего это делают (показать уравнением реакции)? Что наблюдалось при проведении этой реакции в присутствии фторида натрия?

9. В чем заключается отличие окисления ионов Mn2+ в кислой и щелочной среде?

10. Какие реакции происходят и что наблюдается при действии на катионы висмута равного объема йодида калия и его избытка?

11. Какого цвета аммиачные комплексы катионов VI группы? Что происходит с аммиакатом кобальта при стоянии на воздухе и почему?

12. Как ведут себя катионы VI группы при добавлении недостатка и избытка щелочи?

13. Что происходит при добавлении к некоторым катионам VI группы йодида калия? Какие катионы из других групп мешают данным определениям?

14. Почему идет реакция ионов Cu2+ с металлическими Al, Fe, Zn?

15. Для чего в качественной реакции на кобальт используется избыток тиоцианата?

16. Напишите уравнение реакции взаимодействия катиона никеля с реактивом Чугаева.

СХЕМА ХОДА АНАЛИЗА СМЕСИ КАТИОНОВ I – VI ГРУПП

I. Предварительные испытания

Проводится предварительный анализ полученной смеси катионов I–VI групп, определяются:

· Цвет раствора (делается вывод о наличии окрашенных катионов);

· рН раствора;

· Наличие или отсутствие осадка и его цвет.

Если задача с осадком, необходимо проверить его растворимость в кислоте (осадок растворился – могут быть хлориды, карбонаты II группы и/или гидроксиды, карбонаты катионов IV–VI групп); в щелочах (осадок растворился – это может быть сульфат свинца, гидроксиды IV и V групп); сделать соответствующие выводы. Если не происходит полного растворения в указанных реагентах осадка, возможно присутствие MeCln, MeSO4, SbOCl, BiOCl.

· Наличие катионов II–VI групп в растворе в отдельных пробах групповыми реагентами.

II.Обнаружение некоторых катионов дробным методом (в растворе задачи)

Если раствор задачи с осадком, необходимо отобрать прозрачную надосадочную жидкость или профильтровать часть раствора задачи в отдельную пробирку и затем провести дробное обнаружение катионовI–VI групп.

1. Открытие катионов NH4+, K+, Na+.

1.1. Обнаружение катионов NH4+.

Анализ смеси начинают с обнаружения NH4+, который мешает дальнейшему открытию К+. Обнаружение NH4+ проводят специфической реакцией со щёлочью (при нагревании). Для этого к отдельной порции (3–5 капель) раствора задачи прилить равный объем NaOH (KOH) и нагреть на водяной бане. Выделившийся NH3 определяют по посинению влажной универсальной индикаторной бумаги или по характерному запаху аммиака. Записать уравнение реакции и сделать вывод о наличии катиона аммония.

1.2. Обнаружение катионов Nа+.

Для открытия катиона Na+ используют специфическую реакцию с K[Sb(OH)6] (при рН 7–8).

Однако прежде необходимо удалить мешающие катионы II–III групп присутствующие в растворе. Для этого к части исходного раствора добавить насыщенный раствор К2СО3 до щелочной реакции (рН 10–12, контролировать по индикатору), отделить осадок фильтрованием и отбросить, записать уравнения происходящих реакций (указать состав осадка).

К полученному фильтрату добавить 2N раствор CH3COOH до рН 7–8 и открыть Na+ с помощью K[Sb(OH)6]. Выпадение белого кристаллического осадка, переходящего в аморфный при действии соляной кислоты, свидетельствует о наличии катиона натрия. Записать уравнение реакции и сделать соответствующий вывод.

1.3. Обнаружение катионов К+.

Обнаружение К+ проводят реакцией с Na3[Co(NO2)6] (при рН 4–6).

Для удаления мешающих катионов поступают аналогично п. 2.2, однако для осаждения берут Nа2СО3. Указать состав полученного осадка.

При наличии катионов NH4+ фильтрат (после отделения мешающих катионов) перенести в фарфоровую чашку, слегка упарить и добавить несколько капель конц. HNO3. Выпарить досуха (под тягой!) и прокалить. Операцию повторяют несколько раз до полного удаления катиона NH4+. Для проверки полноты удаления, перенести часть сухого остатка на предметное стекло, растворить в 1–2 каплях дистиллированной воды и добавить реактив Несслера. Отрицательная реакция указывает на полное удаление катионов аммония. Записать уравнения происходящих реакций.

К остатку в фарфоровой чашке добавить около 1 мл дистиллированной воды, подкислить 2М СН3СООН до рН 4–6 (по индикатору) и в растворе открыть ион калия с Na3[Co(NO2)6]. Образование жёлтого осадка, не разлагающегося при нагревании, указывает на присутствие катионов калия. Записать уравнение реакции и сделать вывод о наличии катиона К+.

2. Обнаружение катионов Ca2+.

Проводят характерной микрокристаллоскопической реакцией образования гипса.

Предварительно катионы III группы и свинца отделяют в виде сульфатов (раствором серной кислоты), используя сравнительно большую растворимость CaSO4 в воде. Осадок отфильтровывают, к фильтрату добавляют спирт или ацетон для понижения растворимости CaSO4 и кристаллы рассматривают под микроскопом.

3. Открытие катионов Fe2+ и Fe3+.

Для открытия используют характерные реакции Fe2+ с K3[Fe(CN)6] и Fe3+ с K4[Fe(CN)6] (описание см. в разделе характерные реакции).

4. Открытие катионов Ni2+.

Для обнаружения катионов никеля используют диметилглиоксиматную реакцию с реактивом Чугаева (рН 9–10). Если в растворе обнаружены катионы Fe2+ их предварительно окисляют пероксидом водорода (или HNO3 к.) и маскируют фторид-ионами.

5. Открытие катионов Co2+.

Проводят характерной реакцией с KNO2 (рН 4–5, при нагревании) или реакцией с NH4SCN экстрагируя комплекс C5H11OH (этой реакции мешают катионы Fe3+ – можно замаскировать добавлением фторид- (NH4F, KF, NaF) или фосфат-ионов (Na2HPO4)).

Наши рекомендации