Скачать

Качественный анализ (кислотно-основная классификация)

Качественный анализ (кислотно-основная классификация)

Содержание

Аналитические реакции катионов I группы: Lі⁺, Na⁺, К⁺, NH^-. 4

Аналитические реакции катионов 2 группы: Ag+, Hg²⁺, Pb²⁺ 6

Качественные реакции катионов Hg²⁺. 7

Качественные реакции катионов Рb²⁺ 8

Аналитические реакции катионов IV аналитической группы по кислотно-основной классификации: Zn²⁺, Al³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺, As⁵⁺, Cr³⁺. 13

Групповой реагент - гидроксид натрия или калия в присутствии Н₂О₂ 13

Аналитические реакции катиона цинка Zn²⁺ 13

Аналитические реакции катиона алюминия Al³⁺. 15

Аналитические реакции катиона олова (II). 17

Аналитические реакции олова (IV). 18

Аналитические реакции мышьяка (III) и мышьяка (V). 19

Аналитические реакции катионов V аналитической группы по кислотно-основной классификации: Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺. Групповой реагент - гидроксид натрия или калия. Аналитические реакции катионов магния Mg ²⁺. 21

Аналитические реакции сурьмы (III). 29

Аналитические реакции висмута. 30

Аналитически реакции катионов VI аналитической группы по кислотно-основной классификации: Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺ 36

Групповой реагент – NH₄OH в избытке. 36

Аналитические реакции катиона меди (II) Си²⁺. 36

Аналитические реакции катиона кадмия Cd²⁺ . 39

Аналитические реакции катиона кобальта (II) Со²⁺ 40

Аналитические реакции катиона никеля (II) Ni²⁺ 44

Аналитические реакции катиона ртути (II) Hg²⁺ 46

Аналитические реакции анионов первой аналитической группы: SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, С₂О₄^2-, СО₃^2-, В₄О₇^2-(ВО₂), РО₄^3-, AsO₄^3-, АsО_з^3-, F^-. 48

Аналитические реакции сульфат-иона SO₄^2- 49

Аналитические реакции сульфит- иона SО₃^2- 50

Аналитические реакции карбонат - иона СО₃^2-. 56

Аналитические реакции борат — ионов B₄O₇^2- и ВО^2-. 59

Аналитические реакции фторид - иона F^-. 61

Аналитические реакции ортофосфат - ионов. 62

Аналитические реакции арсенит - иона AsO₃^3- 64

Аналитические реакции анионов второй аналитической группы: 66

С1^-, Вг^-, 1^-, ВгО^з-, CN^-, SCN^-, S^2-. 66

Аналитические реакции бромид - иона Вг. 68

Аналитические реакции иодид — иона 1^-. 69

Аналитические реакции бромат - иона BrO^3-. 71

Аналитические реакции цианид - иона CN^-. 72

Аналитические реакции тиоиианат - иона (роданид - иона) SCN^- 74

Аналитические реакции сульфид - иона S^2-. 77

Аналитические реакции анионов третьей аналитической группы: NO^2-, NO^3-, СН3СОО- и некоторых органических анионов: тартрат-, цитрат-, бензоат- и салицилат- ионов. 78

Аналитические реакции нитрит - иона NO^2-. 79

Аналитические реакции нитрат - иона NO^3-. 82

Аналитические реакции ацетат - иона CH₂COO' 84

Аналитические реакции цитрат - иона. 87

Аналитические реакции бензоат — иона С₆Н₅СОО^- 88

Аналитические реакции салицилат – иона орто – НО-С₆Н₄СООН^- 89

Задача. 91

Аналитические реакции катионов I группы: Lі⁺, Na⁺, К⁺, NH^-

I Аналитическая группа характеризуется отсутствием группового реагента, т.е. реактива, способного осаждать все катионы этой группы из их растворов. Качественные реакции катионов Li

1. Реакция с двузамещенным гидрофосфатом натрия (рН>7) Для полноты осаждения добавляют этанол.

ЗLi⁺ + НРО₄²- = Li₃P0₄ бел. (р.- мин. к-ты, аммиак) + Н⁺

2.Реакция с растворимыми карбонатами. (рН>7)

2 Li⁺ + СО₃²- = Li₂CO₃1 бел. (р.- мин. к-ты)

3. Реакция с растворимыми фторидами.

Li⁺ + F- = LiF бел. (р.- уксусн. к-та)

4. Реакция с феррипериодатом калия. (рН>7)

Li+ + K₂(FeIO₆)= К⁺ + LiK(FeIO₆) | бел.-желт. (р.- мин. к-ты)

5.Окрашивание пламени газовой горелки - в карминово-красный цвет.

6.Флуоресцентная реакция с 8-оксихинолином: в УФ-спектре флуоресцирует голубым светом: C₉H₆NOH + Li⁺=C₉H₆NOLi (красный)

Качественные реакции катионов Na⁺

1.Реакция с дигидроантимонатом калия (или гексагидроксостибатом (V) калия). Реакция применяется для осаждения ионов натрия из сыворотки крови или плазмы при подометрическом определении натрия в крови.

Na⁺+ KH₂Sb0₄ = NaH₂Sb0₄| + К⁺

Na⁺ + (Sb (OH)₆)- = Na(Sb (OH)₆) бел. крист., (р.- мин. к-ты)

2. Микрокристаллическая реакция с цинкуранилацетатом

Na⁺ + Zn(UO_:)₃(CH₃COO)₈ +СН₃СОО^-+ 9Н₂О = NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉-9H₂O желт, октаэдрич. крист., (р.- уксусн. к-та)

3. Окрашивание пламени газовой горелки - в желтый цвет

Качественные реакции К⁺

1 . Реакция с гидротартратом натрия или (винной кислотой) в присутствии ацетата натрия (рН=7)

К⁺ + NaHC₄H₄O₆ = КНС₄Н₄О₆1 бел. крист., (р.- мин. к-ты)+ Na⁺

2. Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (рНлюбая кроме сильных кислот и сильных щелочей, т.к. реагент разлагается)

2К⁺ + Na₃(Co(NO_:)₆) = K₂Na(Co(NO₂)₆) ( желт, крист., (р.- мин. к-ты)+ 2Na⁺ 3.

Реакция с гексанитрокупратом (II) натрия и свинца.

2К⁺ + Na₂Pb(Cu(NO₂)₆) = K₂Pb(Cu(NO,)₆) | черн. кубические крист. + 2Na⁺

4. Окрашивание пламени газовой горелки - в фиолетовый цвет. Качественные реакции катионов NH/

Все реакции обнаружения катионов Li+, Na+, К+ возможны только после выделения NH₄⁺.

1.Разложение солей аммония щелочами.

NH₄⁺ + OH- = NH₃T + H₂O

Пары аммиака окрашивают красную лакмусовую влажную бумагу в синий цвет. Фенолфталеиновую - в красный.

2.Реакция с реактивом Несслера

NH₄⁺ + 2(HgI₄)^2- + 4OH^- = (OHg₂NH₂)I) крас-бурый., (р.- мин. к-ты) + 71^- + ЗН₂О

Аналитические реакции катионов 2 группы: Ag+, Hg²⁺, Pb²⁺

Групповой реагент – раствор HCL

Качественные реакции катионов Ag⁺

1. Реакции с растворимыми хлоридами, бромидами, йодидами

Ag⁺ -CL = Ag CL

Ag⁺ -Br = Ag Br (св-желт, ч. р.-в NH₃)

Ag⁺ + I = Agl (желт, н.р.-в NH₃)

2.Реакция схромат - ионами CrO₄' (pH=7)

2Ag⁺ + CrO₄²- = Ag₂Cr0₄ (кирпично-красн., р.- в NH_}, o6paзуя (Ag(NH₃)₂)₂CrO₄).

3.Реакциясо щелочами и гидрофосфатом натрия.

2 Ag⁴ + 2 ОН- = Ag₂Q | (бур. или черн.) + Н₂О 3 Ag⁺ + 2 РО₄²--= Ag₃PO₄ I (желтоватый) + Н₂РО₄-

4. Реакция серебряного зеркала- с формальдегидом.

Ag⁺ + NH₃-H₂O = AgOH + NH₄⁺

2AgOH = Ag₂O + HOH Ag₂O + 4NH₃ + HOH = 2(Ag(NH₃)₂)⁺ + 2OH-

2(Ag(NH₃)₂f + HCHO + 2HOH = 2Ag + 2NH₄⁺ + HCOONH₄ + NH₃-H₂O

На стенках пробирки тонкий блестящий зеркальный слой металлического Ag.

5.Микрокристаллическая реакция с КуСг^О?.

2 Ag⁺ + K₂Cr₂0₇ = Ag₂Cr₂0₇1 (крас.-бур или оранж. кристалы)+ 2 К⁺

6.Ag⁺ + H₂S = Ag₂SJ. (черно-корич.);

7.Ag⁺+ Na₂S₂O₃ - Ag₂S₂O₃1 (бел, р.- в избытке реактива )

Качественные реакции катионов Hg^2+.

1.Реакция с соляной кислотой и хлорид - ионами.

Hg₂²⁺ + 2СГ = HgCI₂ (каломель - бел. постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной металлической ртути:

Hg₂Cl₂ = HgCl₂ + Hg., p.- в HNO₃ алогично при действии аммиака:

Hg₂Cl₂ + 2 NH₄OH = (NH₂Hg)Cl | + Hg + NH₄C1 + 2 H₂O)

2.Восстановление Hgf~ до металлической ртути хлоридом олова (II).

Hg₂(NO₃)₂ + SnCI₂ = Hg₂Cl₂1 (каломель - бел. постепенно чернеет) + Sn(NO₃)₂ Hg₂Cl₂ + SnCb = 2Hg + SnCl₄

3.Восстановление Hg}'' металлической медью.

Hg₂²⁺ + Си ^-=2Hg + Cu²⁺

4.Реакция с водным раствором аммиака.

2Hg₂(NO₃)₂ + 4 NH₃ + Н₂О = (OHg₂NH₂)NO₃ 1 (черн.) + 2Hg +3NH₄NO₃.

Реакциясо щелочами.

Hg₂²⁺ + 2ОН' = Hg₂O |(черн, р.- в HNO_3конци конц. уксусн. к-те) + Н₂0

Реакция с йодидами

Hg₂(N0₃)o +2KI = Hg₂l₂j (желто-зелен., в изб. KI переходит в черный) 2KNO,

Hg₂I₂ +2I^- =(Hgl₄)²- + Hg.

7. Реакция с хромат - ионами.

Hg₂²⁺ + CrO₄²- = Hg₂Cr0₄ | (красный, р.- в HNO₃)

Качественные реакции катионов Рb²⁺

1. Реакция с хлорид - ионами.

Рb ²⁺ + 2Сl^- = РbСl₂ (бел., р.- при нагревании с водой, при охлажде опять n | )

2. Реакция с йодид - ионами (реакция -золотого дождя-)

Рb²⁺+ 2I^- = Рb₂1 (при охлаждении желтые чешуйчатые кристаллы, р- в изб КI)

3. Реакции с хромат и дихромат ионами

Рb ²⁺ + Cr₂O₇^2- = Рb CrO₄ (желтый)

4. Реакции с сульфат ионами

Рb ²⁺ + SO₄^2- = Рb SO₄ (белый осадок)

Проведению реакции мешают катионы образующие мало растворимые сульфаты (Ca, Sr, Ba, Hg)

5. Реакции с сульфид-ионами

Pb²⁺ + S^2- = Pb S (осадок, черн., р-в в HNO₃)

6. Реакции с родизонатом натрия Na₂C₆O₆

Катионы свинца образуют с родизонатом Na окрашенный комплекс синего цвета (Pb₃(C₆O₆)₂(ОН)₂), который в слабокислой среде (рН = 2,8) изменяет окраску.

Аналитические реакции катионов Ш группы: Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺

Групповой реагент –Н₂SО₄

Качественные реакции катионов Са²⁺

1. Реакция с сульфат – ионами

Са²⁺ + SО₄^2- + 2Н₂О = СаSО₄ 2Н₂О (белые игольчатые кристаллы)

Осадок нерастворим в кислотах и щелочах, но растворяется:

А) в насыщенном водном растворе сульфата аммония с образованием комплекса (NH₄(Са(SО₄)₂)), что позволяет определить Са²⁺от Sr²⁺и Ва²⁺;

CaSO₄ + (NH₄)₂SO₄=(NH₄)₂(Ca(SO₄)₂)

В растворе соды (Na₂CO₃) белыйосадок сульфата кальция переходит в белый осадоккарбоната кальция, который вдальнейшем растворяется в кислотах.

2. Реакции с оксилатом аммония (фармокопейная)

Са²⁺ + С₂О₄^2- = Са С₂О₄

Осадок нерастворим в растере аммиака, но растворяется в разбавленных минеральных кислотах с образованием щавелевой кислоты-

3 Реакция с углекислый натрием (Na₂CO₃)

Са²⁺ + Na₂CO₃ = Са CO₃ (белый)+ NH₄

Осадок СаСО₃ легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах.

4. Реакция с гексацианоферратом (II) калия

Са²⁺ + 2NH₄⁺ + (Fe(CN)₆)^4-= (NH₄)₂Ca(Fe(CN)₆)

Выпадает белый кристаллический осадок, который не растворяется в уксусной кислоте

5.Реакция с гидрофосфатом натрия (Na₂НРО₄)

Са²⁺ +НРО₄^2- = Са НРО₄(белый)

6. Реакция с родзинатом натрия

Na₂C₆O₆ + 2 Са²⁺ + 2 ОН^-= Са C₆O₆(ОН)₂ + 2Na⁺ (фиолетовый, растворим в НС1)

7. Окрашивание пламени (фармакопейный тест)

Соли и другие соединения кальция окрашивают бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет.

Качественные реакции катионов Sr²⁺

1. Реакция с серной кислотой и растворимыми сульфатами.

Sr²⁺ + SO₄^2- = SrSO₄| (белый кристаллический)

а). Реакция с -гипсовой водой-. Выделяется белый осадок SrSO₄.

б) Реакция с серной кислотой. Выпадает белый кристаллический осадок SrSO₄, который нерастворим в щелочах, в растворе сульфата аммония (в отличии от сульфата кальция). Мешают катионы Ва²⁺

2. Реакция с карбонат – ионами

Sr²⁺ + СO₃^2- = SrСO₃ (белый кристалический), растворимый в кислотах.

3. Реакция с оксалатом аммония.

Sr²⁺ + С₂О₄²- = SrC₂O₄ 1 (белый) Осадок частично растворяется в уксусной кислоте.

4. Реакция с гидрофосфатом натрия (Na₂HPO₄).

Sr²⁺ + НРО₄²- = SrHPO₄1 (белый)

Осадок растворяется в минеральных и уксусной кислотах.

5. Реакция с родизонатом натрия.

Sr²⁺ + Na₂C₆O₆ = SrC₆O₆ (красно-бурый, растворим в НС1)+ 2 Na⁺

Образование красно-бурого пятна. В растворе НС1 окраска пятна исчезает.

6. Окрашивание пламени газовой горелки.

Соли стронция при внесении в бесцветное пламя горелки окрашивают пламя в карминово-красный цвет.

Качественные реакции катионов Ва²⁺

1. Реакция с серной кислотой и растворимыми сульфатами.

Ва²⁺ + SO₄²- = BaSO₄ (белый мелкокристаллический)

Осадок нерастворим в щелочах и кислотах, за исключением концентрированной H₂SO₄, в которой он заметно растворяется с образованием гидросульфата бария:

BaSO₄ + H₂SO₄ -> Ba(HSO₄)₂.

При нагревании с раствором карбонатов (Na₂CO₃) сульфат бария превращается в мало растворимый в Н₂О карбонат бария ВаСОз, который растворяется в кислотах. Мешают проведению реакции Са²⁺, Sr²⁺, Pb²⁺.

2. Реакции с углекислым натрием, гидрофосфатом натрия и оксалатом аммония (Na₂CO₃, Na₂HPO₄, (NH₄)₂C₂O₄). Выпадают белые осадки, растворимые в соляной, азотной и уксусной кислотах (ВаС₂О₄ - при нагревании).

3. Реакция с родизонатом натрия.

в нейтр. среде:

Ва²⁺ + Na₂C₆O₆ = ВаС₆Об 1+2 Na⁺ (красно-бур.)

в кисл. среде:

Ва²⁺ + 2 Na₂C₆O₆ + 2 Н⁺ = Ва(НС₆О₆)₂ + 4 Na⁺ (ярко красн.)

4. Реакция с хроматом и дихроматом калия.

Ва²⁺ + СгО₄²- = Ва СгО ₄ (желтый кристаллический)

2 Ва²⁺ + Сг,О₇²- + 2 СН₃СОО- + НОН = 2 ВаСгО₄ + 2 CH₃COOН

Растворяется в сильн. кислотах (кроме H₂SO₄), не растворяется в уксусной кислоте.

5. Окрашивание пламени горелки.

Соли и другие соединения бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет.

Аналитические реакции катионов IV аналитической группы по кислотно-основной классификации: Zn²⁺, Al³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺, As⁵⁺, Cr³⁺

Групповой реагент - гидроксид натрия или калия в присутствии Н₂О₂

Аналитические реакции катиона цинка Zn²⁺

1. Реакция с щелочами:

Zn²⁺ + 2 ОН- = Zn(OH)₂ (белый)

Zn(OH)₂ + 2 ОН- =• (Zn(OH)₄)²- (бесцветный)

2. Реакция с раствором аммиака:

Zn²⁺ + 2 NH₃-H₂O —► Zn(OH)₂ (белый) + 2 NH₄⁺ Zn(OH)₂ + 4 NH₃ — (Zn(NH₃)₄) (OH)₂ (бесцветный)

Осадок нерастворим в разбавленной НС1, растворяется в щелочах.

3. Реакции с сульфид-ионами (фармакопейная):

Zn²⁺ + S^2- = Zn S (белый)

Реакцию часто проводят в уксусной среде.

4. Реакция с гексацианоферратом (II) калия (фармакопейная)

Реакцию проводят в нейтральной или слабокислой среде, при нагревании

2 К⁺ + 3 Zn²⁺ + (Fe(CN)₆)^4-= К₂ Zn₃(Fe(CN)₆)₂ (белый)

Осадок нерастворим в разбавленной НСl, растворяется в щелочах

5. Реакция с литизоном (дифенилтиокарбазоном). В растворах дитизона

устанавливается таутомерное равновесие между тионной и тиольной формами:

В результате реакции с катионами цинка возникает внутрикомплексное соединение, содержащее два дитизонатных аниона:

Наличие щелочи способствует смещению равновесия вправо вследствие связывания выделяющихся ионов водорода в молекуле воды. 6. Реакция образования -зелени Ринмана-.

Zn(NO₃)₂+ Co(N0₃)₂ —t-> CoZn0₂ (зеленый) + 4 NO₂ +О₂.

-Зелень Ринмана- - смешанный оксид кобальта и цинка CoZnO₂ зеленого цвета.

Другие реакции катионов цинка.

Катионы Zn²⁺ при взаимодействии с различными другими реактивами образуют осадки: с Na₂HPO₄ - белый Zn₃(PO₄)₂ (растворяется в кислотах и в аммиаке); с К₂Сг0₄ -желтый ZnCrO₄ (растворяется в кислотах и щелочах); с СоС1₂ и (NH₄)₂(Hg (SCN)₄) -голубой ZnCo(Hg (SCN)₄); а также с различными орг. реагентами.

Аналитические реакции катиона алюминия Al³⁺

1. Реакция с щелочами:

А1³⁺ + 3 ОН- -► А1(ОН)₃ (белый)

А1(ОН)₃ + 3 ОН- -> (А1(ОН)₆)³-

После растворения гидроксида алюминия и образования гидроксокомплексов алюминия к раствору прибавляют несколько кристаллов соли аммония (NH₄C1). Смесь нагревают. Гидроксокомплексы разрушаются выпадает осадок А1(ОН)₃:

(А1(ОН)₆)³- + 3 NH₄⁺ -> А1(ОН)₃ + 3 NH₃ + 3 Н₂О

Наиболее полное осаждение гидроксида алюминия происходит при рН- 5-6. Осадок А1(ОН)₃ растворяется в кислотах, но не растворяется в аммиаке.

2. Реакция с аммиаком.

А1³⁺ + 3 NH_rH₂O -> А1(ОН)₃1 (белый аморфный) + 3 NH₄⁺

3. Реакция с нитратом кобальта - образование -тенаровой сини- (фармакопейная).

-Тенаровая синь- - смешанный оксид алюминия и кобальта синего цвета.

2 A1₂(SO₄)₃ + 2 Co(NO₃)₂ —tT-> 2 Со(А1О₂)₂ + 4 NO₂ + 6 SO₃ + O₂.

4. Реакция с алюминоном

Катионы А1³⁺ при взаимодействии с алюминоном – аммонийной солью ауринтрикарбоновой кислоты (для кратности NH₄L) образуют в уксуснокислой или аммиачной среде комплекс красного цвета (по-видимому, состав A1(ОН)₂ L. Точное строение комплекса неизвестно. Выпадает красный хлопьевидный осадок. Мешают катионы Са²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺

5. Реакция с ализарином (1,2 - диоксиантрахинон).

Катионы А1³⁺ с ализарином и его производными в аммиачной среде образует комплексы ярко красного цвета называемые -алюминиевыми лаками-.

Комплекс устойчив в уксусной среде. Реакция высокочувствительна: предел обнаружения 0,5 мкг. Мешают катионы: Zn²⁺, Sn(II), Cr³⁺, Mn²+, Fe³⁺ и др.

Другие реакции катиона алюминия А1³⁺.

Катионы А1³⁺ образуют также осадки при реакциях в растворах: с Na₂HPO₄ - белый А1₃РО₄, с CH₃COONa- белый СН₃СООА1(ОН)₂, с оксихинолином (кратко Но_х) - желто-зеленый (А1(О)₃) и др.

Аналитические реакции катиона олова (II)

1. Реакция с щелочами: Sn²⁺ + 2 ОН- - Sn(OH)₂ |(белый)

Sn(OH)₂ + 2 ОН-= (Sn(OH)₄)²'.

2. Реакция с аммиаком: Sn²⁺ + 2 NH₃-H₂O) — Sn(OH)₂ (белый) + 2 NH4CI

Осадок не растворяется в избытке аммиака.

3. Реакция с сульфид - ионами:8Sn²⁺ + S²- — SnS . (бурый)

Осадок не растворяется в щелочах, в избытке раствора сульфида натрия..

4. Реакция с солями висмута (III).Олово (II) является хорошим восстановителем:

2 Bi³⁺ + 3 (Sn(OH)₄)²- + 6 ОН- — 2 Bi + 3 (Sn(OH)₆)²-

5. Реакция с хлоридом ртути(П): (SnCl₄)²-+ 2 HgCI₂ -+ Hg₂Cl₂ J. + (SnCl₆)²-

Выпадает белый осадок каломели Hg₂Cl₂, который постепенно чернеет за счет выделяющейся металлической ртути: (SnCl₄) -+ Hg₂Cb —> 2 Hg + (SnCl₆)

Другие реакции олова (II).

Соединения олова (II) при взаимодействии с молибдатом аммония образуют так называемую -молибденовую синь- (раствор окрашивается в синий цвет); с Na₂HPO₄ дают белый осадок Sri3(PO₄)₂ (растворяется в кислотах и щелочах); при реакции с FeCI₃ восстанавливают железо (III) до железа (II), причем в присутствии гексацианоферрата (III) калия K₃(Fe(CN)₆) раствор сразу же окрашивается в синий цвет вследствие образования турибуллевой сини.

Аналитические реакции олова (IV)

Олово (IV) обычно открывают, предварительно восстановив его металлическим железом, магнием, алюминием и т.д. до олова (II). Затем проводят реакции, характерные для олова (II), как описано в предыдущем разделе.

1. Реакция олова (IV), с щелочами:

Sn⁴⁺ + 4 ОН^- = Sn(ОН)₄ (белый)

Осадок растворяется в избытке р-ра щелочи с образованием гидрокомплексов.

Sn(ОН)₄ + 2 ОН^- =(Sn(ОН)₆)^2-

2. Реакция с сульфид ионами: Н₂(SnCl₆) + 2Н₂S = Sn S₂ (желтый) + 6 НCl

Выпадает желтый осадок сульфида олова (IV), который в отличие от сульфида олова (II), растворяется в избытке(NH₄)₂S или Nа₂S с образованием тиосолей.

SnS₂+ (NH₄)₂S = (NH₄)₂SnS₃.

3. Реакция восстановления олова (IV) до олова (II):

(SnCl₆)²-+ Fe -> (SnCl₄)^2-+Fe²⁺+ 2 Cl-.

Олово (II). полученное после восстановления олова (IV), открывают реакциями с солями висмута (III), с хлоридом ртути (II).

Другие реакции олова (IV).

С рядом органических реагентов олово (IV) образует окрашенные или • малорастворимые комплексы. С хлоридами рубидия и цезия олово (IV) образует малораетворимые комплексные соли состава Rb₂(SnCl₆) и Cs₂(SnCls).

Аналитические реакции мышьяка (III) и мышьяка (V)

Мышьяк (III) и мышьяк (V) обычно открывают в виде арсенит - иона AsO₃^3- и арсенат - ионов AsO^3- соответственно, т.е. в форме анионов, а не в форме катионов. Поэтому реакшш этих анионов описаны при рассмотрении аналитических реакций анионов. Аналитические реакции катиона хрома (III) Cr³⁺.

1. Реакции с щелочами и с аммиаком.

Сг³⁺ + 3 ОН- —- Сг(ОН)₃ (серо-зеленый или сине-фиолетовый) Сг³⁺ + 3 NH₃-H₂O -> Сг(ОН)₃ | + 3 NH₄⁺.

При прибавлении раствора NaOH и перемешивании, осадок растворяется с образованием раствора зеленого цвета. Добавление раствора аммиака приводит лишь к частичному растворению осадка (раствор становится фиолетовым). Осадок Сг(ОН)₃, обладающий амфотерными свойствами, растворяется как в щелочах, так и в кислотах: Сг(ОН)₃ + 3 ОН- ->• (Сг(ОН)₆)³',

Сг(ОН)₃ + 3 НС1 +3 Н2О — (Сг(Н₂О)₆)³⁺ + 3 С1-.

В растворе аммиака гидроксид хрома (III) растворяется лишь частично с образованием фиолетового комплекса (Cr(NH₃)₆)³⁺:

Сг(ОН)₃.+ 6 NH₃-H₂O — (Cr(NH₃)₆)³⁺ + 3 ОН- + б Н₂О

2. Реакции окисления катионов хрома (III) до хромат - ионов и дихромат — ионов.

а) Окисление пероксидом водорода. Проводят обычно в щелочной среде при нагревании: 2 (Сг(ОН)₆)³- + 3 Н₂О₂ = 2 СгО₄^2-+ 2 ОН- + 8 Н₂О

Изменение зеленой окраски раствора (цвет (Сг(Н₂О)б)³⁺) на желтую (цвет СгО₄-).

б) Окисление персульфатом аммония. Проводят в кислой среде в присутствии катализатора - солей серебра (I) (AgNO₃).

2 Сг³⁺ + 3 S₂O₈²- + 7 Н₂О -> Сг₂О₇²- + 6 SO₄²- + 14 Н⁺. Раствор принимает желто - оранжевую окраску (цвет дихромат - ионов Сг₂О₇-).

в) Окисление перманганатом калия КМпО₄.

10 Сг³⁺ + 6 МпО₄-+ 11 Н₂О -> 5 СьО₇²' + 6 Мп²⁺ + 22 Н⁺. При прибавлении избытка КМпО₄ выпадает бурый осадок МпО(ОН)₂. Окисление марганца (И): 2 МпО₄-+ 3 Мп²⁺+ 7 Н₂О ->• 5 МпО(ОН)₂+ 2 Н⁺ Увеличение кислотности среды препятствует образованию осадка МпО(ОН)₂.

3. Реакция образования надхромовой кислоты: 2СгО₄^2- + 2 Н⁺ —> Сг₂О₇^2- + Н₂О

Сг₂О₇^2- +4 Н₂О + 2 Н⁺= 2 Н₂ СгО₆ + 3Н₂О

В водных растворах надхромовая кислота неустойчива и разлагается до соединений хрома (III), окрашивающих расвор в зеленый цвет. Поэтому ее обычно экстрагируют органическим экстрагентом (диэтиловым эфиром, изоамиловым спиртом и др.), который окрашивается в интенсивно синий цвет.

Другие реакции катионов хрома (III).

Катион Сг³⁺ с гидрофосфатом натрия образует осадок фосфата хрома СгРО₄ зеленого цвета, растворимый в кислотах и щелочах; с арсенитами и арсенатами дает малорастворимые осадки арсенита CrAsO₃ и арсената CrAsO₄ соответственно.

Аналитические реакции катионов V аналитической группы по кислотно-основной классификации: Mg²⁺, Mn²⁺, Fe^z+, Fe³⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺

Групповой реагент - гидроксид натрия или калия

Аналитические реакции катионов магния Mg ²⁺

1. Реакция с щелочами и аммиаком: Mg²⁺ + 2 ОН- —> Mg(OH)₂ (белый аморфный)

Mg²+ + 2 NH_rH₂O = Mg(OH)₂ + 2 NH₄⁺

Осадок не растворяется в щелочах, растворяется в НС1, H₂SO₄, CH₃COOH: Mg(OH)₂ + 2 Н⁺ -► Mg²⁺ + 2 Н₂О

2. Реакция с гидрофосфатом натрия Na₂HPO₄ (фармакопейная).

Реакцию проводят в аммиачном буфере:

Mg²⁺ + НРО₄²- + NH₃ -- NH₄MgPO₄ | (белый кристаллический) При проведении реакции в отсутствии катионов аммония и аммиака выпадает белый аморфный осадок MgHPO₄. Избыток NH₄ мешает выпадению NH₄MgPO₄. Осадок NH₄MgPO₄ растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте:

NH₄MgPO₄ + 3 НС1 - Н₃РО₄ + MgCl₂ + NH₄C1

NH₄MgPO₄+ 2 CHjCOOH = NH₄H₂PO₄ + (CH₃COO)₂Mg

Проведению реакции мешают катионы Li⁺, Ca²⁺, Sr², Ba²⁺ и др.

3. Реакция с магнезоном I - п - нитробензолазорезорцином.

В щелочной среде магнезон I, имеющий красную окраску, образует с катионами М^²⁺,комплекс синего цвета, сорбирующийся на осадке Mg(OH)₂:

При малых концентрациях Mg²⁺ осадок не выделяется, а раствор окрашивается в синий цвет. Проведению реакции мешают Cd²⁺, Sn²⁺, Cr³⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

4.Реакция с 8- оксихинолином.

Реакцию проводят в аммиачной среде при рН = 8—13 (при нагревании).

Осадок растворим в минеральных кислотах и в уксусной кислоте. Проведению реакции мешают катионы, также образующие комплексы с 8 -оксихинолином (Cu²⁺, Zn²⁺. Cd²⁺, Fe³⁺ и др.).

5. Реакция с хинализарином.

Реакцию проводят в щелочной среде. Образуется синий осадок комплексного соединения – хинализарината магния состава MgL(OH), где НL – условное обозначение молекулы хинализарина:

При небольшом содержании катионов Mg²⁺в растворе осадок не выпадает, а раствор окрашивается в цвет. Проведению реакций мешают катионы алюминия.

6. Реакция с растворимыми карбонатами (Nа₂С0₃).

2 Mg²⁺+ 2 Nа₂С0₃ + Н₂О = (МgОН)₂С0_з (белый аморфный) +4 Nа + СО₂. Осадок (МgОН)₂С0_з,растворим в кислотах и в солях аммония.

7. Реакция с оксалатом аммония (NH₄)С₂О₄.

Mg²⁺+ (NH₄)С₂О₄ = Mg С₂О₄ (белый) + 2 NH₄

8. Катионы Mg²⁺ с дифенилкарбазидом (С₆Н₅ NHNH)₂С0 образуют комплекс красно— фиолетового цвета.

Аналитические реакции катиона марганца

Аквокомплексы (Мn(Н₂О)₆)²⁺ марганца (II) окрашены в бледно — розовый цвет. Сильно разбавленные водные растворы солей марганца (и) практически бесцветны.

1. Реакции с щелочами и аммиаком: Мп²⁺ + 2 ОН^- —+ Мп(ОН)₂.

Белый осадок Мп(ОН)₂ при стоянии темнеет за счет окисления кислородом воздуха вслелствие образования МпО(ОН)₂: 2 Мп(ОН)₂ + 02 = 2 МпО(ОН)₂

В присутствии перекиси водорода: Мп²⁺ + 2 ОН + Н₂0₂ — МпО(ОН)₂ + Н₂0 Осадок Мп(ОН)₂ растворяется в разбавленных растворах сильных кислот и в насыщенном растворе хлорида аммония: Мп(ОН)₂ + 2Н —+ Мп²⁺ +2 Н₂О, Мп(ОН), 2NH₄С1 — Мп +2 NН₃Н₂О + 2 С1

Осадок МпО(ОН)₂ не растворяется при действии этих реагентов.

2. Реакция окисления катионов Мп₂ до перманганат — ионов. Реации окисления проводят в отсутствие хлорид — ионов Сl, так как они восстанавливаются пермавганат — нонами до хлора Сl2:

2 МпО₄ + 10 С₂О₈ + 16 Н — 2Мп²⁺ + 5 Сl₂ + 8 Н₂0

а) Окисление висмугатом натрия в кислой среде.

2 Мп²⁺ + 5 NаВiО₃ + 14 Н — 2 Мп0₄ + 5 Вi³ + 5Nа + 7 Н₂О

Раствор окрашивается в малиново — фиолетовый цвет.

б). Окисление персульфатом аммония. Реакцию проводят в кислой среде в присутствии катализатора — солей серебра (Аg3) при нагревании:

2 Мп2 + 5 820i + 8 Н20 = 2 Мп04 + 10 $042 + 16 Н.

В горячем растворе возможно разложение перманганат— ионов, которое замедляется в присутствии фосфорной кислоты Н3РО4.

Раствор окрашивается в малиновый цвет.

в). Окисление диоксидом свинца в кислой среде при нагревании:

2 Мп²⁺ + 5 РЬО₂ + 4 Н = 2МпО₄ + РЬ²⁺ + 2 Н₂0

При избытке соли марганца (1I)образуется МпО(ОН)₂. а не перманганат— ион.

З. Реакция с сульфид нонами: Мп²⁺ + S^2-- — Мп S розовато-телесный Осалок Мп S растворяется в разбавленных кислотах.

Другие реакции марганца (II)

а) Катионы марганца образуют с аммиакатом серебра (Ag(NH₃)₂)⁺ смесь МпО(ОН)₂ и металлического серебра буро-черного цвета:

Мп²⁺ + 2 (Ag(NH₃)₂)⁺ + 2 ОН^- + 3 Н₂0 = МпО(ОН)₂ + 2 Ag + 2 NH₄ + 2NH₃ Н₂0

б) карбонаты щелочных метталов аммония образуют с Мп²⁺ белый осадок МпСО₃, растворимый в кислотах;

в) гидрофосфат натрия осаждает белый осадок Мп₃(РО₄)₂; растворимый в минеральных и уксусной кислотах (отличие от Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺).

Аналитические реакции катиона железа Fe²⁺

Акво-ионы железа (II) (Fe(H₂O)₆)²⁺ практически бесцветны, .поэтому растворы солей железа (II) обычно не окрашены.

1. Реакции с щелочами и аммиаком: Feⁱ⁺ + 2 ОН- —- Fe(OH)?| (белый) На воздухе осадок постепенно темнеет: 4 Fe(OH)₂ +О₂ + 2 Н₂О —> 4 Fe(OH)₃| или с Н₂О₂.:2 Fe²⁺ + 4 ОН- + Н₂О₂ -> 2 Ре(ОН)₃^(красно-бурый) Fe(OH)₂ растворяется в кислотах, но не растворяется в щелочах.

2. Реакция с гексацианоферратом (III) калия - феррицианидом калия

(фармакопейная):Ре²⁺ + (Fe¹¹¹ (CN)₆f — Fe³⁺ + (Fe¹¹ (CN)₆)⁴-

4 Fe³⁺ + 3 (Fe (CN)₆)⁴- + XH₂O — Fe₄(Fe (CN)₆)₃-XH₂O

-турнбуллевая синь- (темно-синий)

Суммарно: 4Fe²⁺ +4(Fe-' (CN)₆)³- + XH₂O -♦ Fe¹¹¹ (Fe- (CN)₆)₃-XH₂O +(Fe- (CN)₆)⁴-

Осадок не растворяется в кислотах, но разлагается в щелочной среде.

3.Реакция с сульфид - ионами (фармакопейная): Fe²⁺ + S²- —> FeSJ. (черный) Осадок растворяется в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте.

4.Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева). Предел обнаружения 0,4 мкг.

(CH₃CNOH)₂ + Fe²⁺ + 2 NH₄OH ->■ (Fe(C₄H₇N₂O₂)₂) + NH₃ + 2 H₂O

реактив Чугаеварозово-красный комплекс

5.Окисление Fe²⁺ в Fe^J+ растворами KMnO₄, K₂Cr₂0₇, HNO₃

6.FeSO₄ + 3 H₂SO₄ + 2 HNO₃ = 3 Fe₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + 2 NOT

До исчезновения бурой окраски, зависящей от образования нестойкого комплекса (Fe(NO))SO₄.

Аналитические реакции катионов железа (III) Fe³+

Акво-ионы железа (III) (Fe(H₂O)₆)³⁺ в водных растворах окрашены в желтый цвет и частично гидролизованы до растворимых гидроксоаквокомплексов (Fe(OH)_n(H₂0)₆._n)³--, также окрашенных в желто - бурый цвет. Поэтому водные растворы солей железа (III) имеют желтую или красновато-бурую окраску.

1.Реакция с щелочами и аммиаком: Fe³⁺ + 3 ОН' —> Fe(OH)₃J. (красно - бурый) Осадок растворим в разбавленных кислотах: но не растворяется в насыщенном растворе NH₄CI (в отличие от белого осадка Fe(OH)₂), а также в растворах щелочей.

2.Реакция с гексацианоферратом (II) калия - с ферроцианидом калия

3.(фармакопейная).

Катионы Fe³⁺ при pH=2-3 реагируют с ферроцианидом калия:

4 Fe³⁺ + 3 (Fe (CN)₆)⁴' + ХН₂О — Fe₄(Fe (CN)₆)₃-XH₂O

-берлинская лазурь- (темно-синий)

Проведению реакции мешают окислители и восстановители. Окислители окисляют ферроцианид до феррицианида, а восстановители восстанавливают Fe(III) до Fe(II). Осадок не растворяется в кислотах, разлагается при прибавлении раствора щелочи: Fe₄(Fe(CN)₆)₃ + 12 ОН- -> 4 Fe(OH)₃ + 3 (Fe(CN)₆)⁴-

3.Реакция с тиоционат — ионами при рН~3 (фармакопейная).

Для подавления образования гидроксокомплексов, содержащих ОН- группы, реакцию проводят в кислой среде. Раствор окрашивается в красный цвет.

(Fe(H₂O)₆)³⁺ + nNCS- = (Fe (NCS)_n(H₂O)₆.J³-ⁿ + nH₂O (где n=l,2,3,....6) Проведению реакции мешают: окислители, восстановители, ртуть(П)._фториды, тгодиды. фосфаты, цитраты, тартраты и др. Катионы Fe²⁺ не мешают. 4. Реакция с сульфосалициловой кислотой (фармакопейная).

Fe^J+ образует с сульфосалициловой кислотой окрашенные комплексы. В зависимости от рН среды и соотношения реагирующих компонентов состав и окраска комплексов могут быть различными. Так, при рН=2-2,5 доминируют комплексы красного цвета, при рН=4-8 - бурого и при р№=9-11,5 - желтого. Наиболее устойчив комплекс желтого цвета (соотношение концентрации Fe(III) и сульфосалйциловой кислоты = 1:3): Fe +3 L² '= (FeL₃)³-

Где H₂L - условное обозначение молекулы сульфосалициловой кислоты, a L- -обозначение сульфосалицилат-аниона, образовавшегося из сульфосалициловой кислоты, при отщеплении двух протонов:

По-видимому, при рН=2-2,5 образующийся красный комплекс содержит железо (III) и Г²- в мольном соотношении 1:1, при рН=4 - 8 бурый комплекс - в мольном соотношении 1:2.

5.Реакция с сульфид - ионами (фармакопейная): 2 Fe³⁺ + 3 S²- -+ Fe₂S₃j (черный) Реакцию проводят в нейтральной или слабоаммиачной средах.

Осадок сульфида железа (III) растворяется в минеральных кислотах.

6.Гидрофосфат натрия Na₂HPO₄ образует с Fe³⁺ бледно-желтый осадок FePO₄, растворимый в сильных кислотах, но нерастворимый в уксусной кислоте:

Fe³⁺ + 2 НРО₄²- = FePO₄ + Н₂РО₄\

Карбонаты щелочных металлов и аммония-образуют бурый осадок основных солей, которые при кипячении превращаются в гидроокись.

7.Другие реакции Fe³⁺. Катионы Fe³⁺ при реакции с ферроном (7-иод-8-оксихинолин-5- еульфоновой кислотой) в кислой среде (р№=2,6) образуют комплексы зеленого цвета; при реакции с тайроном (1,2-диокси-3,5-дисульфобензолом) - комплексы синего цвета, изменяющие окраску на красную в щелочной среде; при реакции с купфероном красный осадок купфероната железа (III) и т.д.

Аналитические реакции сурьмы (III) и сурьмы (V) . Соли сурьмы гидролизуются в водных растворах с образованием осадков малорастворимых основных солей сурьмы. Соединения сурьмы окрашивают пламя газовой горелки в голубой цвет.

Аналитические реакции сурьмы (III)

1. Реакция с щелочами и аммиаком: (SbCl₆)- + 5ОН- -> 8ЬО(ОН)₃|(белый) + 6СГ + Н₂О

Осадок растворяется в избытке щелочи: SbO(OH)₃ + NaOH + H₂O — Na(Sb(OH)₆),

а также в сильных кислотах: SbO(OH)₃ +6 НС1 -- H(SbCl₆) + 4Н₂О

2. Реакция гидролиза: (SbCl) + 2Н₂О = Sb О₂Cl (белый) + 4Н⁺ + 5 Cl^-

Процесс называется реакцией образования красного осадка -сурьмяной киновари-. Мешает висмут (III), образующий черный осадок.

3. Реакция с сульфид ионами. Реакция проводится в кислой среде:

2 (SbCL₆)-+ 2 S₂O₃²- + 3 H₂O = Sb₂OS₂С1 (красный) + 2 SO₄²- + 8 СI^- + 6 H⁺. –

Осадок растворяется в избытке S²': Sb₂S₃ + 3 S²- —>2 SbS₃³',

в концентрированной НС1 при нагревании: Sb₂S₃ +8 НС1 —+ 2 H(SbCl₄) + 3 H₂S, в растворах щелочей: Sb₂S₃ +4 NaOH --■ Na(Sb(OH)₄) + Na₃SbS₃

5.Реакции восстановления сурьмы (III) до сурьмы (0) в кислой среде:

(SbCL,)- + А1° -> Sb° + А1³⁺ + 4 СГ; 2 (SbCl₄)- + 3 Zn° - 2 Sb° + 3 Zn²⁺ + 8 СГ

6.Другие реакции сурьмы (IIII). При взаимодействии сурьмы (III) с фосфорно-молибденовой гетерополикислотой образуется продукт реакции синего цвета - -молибденовая синь-, экстрагируемый амиловым спиртом. С метилфлуороном

С₁₃Н₄О₂(ОН)₃СН₃ сурьма (III) в присутствии Н₂О₂ и НС1 дает продукт красного цвета (капельная реакция на ф