Дипломная работа: Качественный анализ (кислотно-основная классификация)
Дипломная работа: 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: SO42-, SO32-, S2O32-, С2О42-, СО32-, В4О72-(ВО2), РО43-, AsO43-, АsОз3-, F-. 48
Аналитические
реакции сульфат-иона SO42- 49
Аналитические
реакции сульфит- иона SО32- 50
Аналитические
реакции карбонат - иона СО32-. 56
Аналитические
реакции борат — ионов B4O72-
и ВО2-. 59
Аналитические
реакции фторид - иона F-. 61
Аналитические
реакции ортофосфат - ионов. 62
Аналитические
реакции арсенит - иона AsO33- 64
Аналитические
реакции анионов второй аналитической группы: 66
С1-, Вг-, 1-, ВгОз-, CN-,
SCN-, S2-. 66
Аналитические
реакции бромид - иона Вг. 68
Аналитические
реакции иодид — иона 1-. 69
Аналитические
реакции бромат - иона BrO3-. 71
Аналитические
реакции цианид - иона CN-. 72
Аналитические
реакции тиоиианат - иона (роданид - иона) SCN- 74
Аналитические
реакции сульфид - иона S2-. 77
Аналитические
реакции анионов третьей аналитической группы: NO2-,
NO3-, СН3СОО- и
некоторых органических анионов: тартрат-, цитрат-, бензоат- и салицилат- ионов. 78
Аналитические
реакции нитрит - иона NO2-. 79
Аналитические
реакции нитрат - иона NO3-. 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
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.
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.
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+
+ С2О42- = 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 (Na
2НРО4)
Са2+
+НРО42- = 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+
+ SO42-
= 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+
+ СO32-
= 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.
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).
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-.
-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.
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 Нох)
- желто-зеленый [А1(О)3] и др.
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 AsO3-
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+.
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 Сг О42-+
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).
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+, Fez+, 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 NHrH2O =
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)2С0з
(белый аморфный) +4 Nа + СО2.
Осадок (МgОН)2С0з,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:
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
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:
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).
FeJ+
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
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 фильтровальной бумаге).
Такие окислители, как КМпО4, К2Сг207,
КВгО3 и другие, окисляют в растворах сурьму (III)
до сурьмы (V).
Аналитические реакции висмута
Соли
висмута (III) гидролизуются в
водных растворах с образованием осадков малорастворимых оксосоединений – солей
висмутила, формально содержащих катион висмутила BiO+
(напрмер BiOС1, BiONО3).
1.
Реакция с щелочами и аммиаком: (BiС16)3-
+ 3 ОН- = Bi
(ОН) 3 (белый) + 6 С1-
Осадок
расворяется в минеральных кислотах. При нагревании желтеет вследствие
образования оксогидроксида висмута (III):
Bi (ОН) 3 = Bi
ОН + Н2О
в
кислой среде. Осадок не растворяется в разбавленных минеральных кислотах, за
исключением разбавленной HNO3,
в которой он растворяется с выделением свободной серы:
Bi2S3
+ 8 HNO3 -♦ 2 Bi
(NO3)3
+ 2 NO + 2S
+ 4 H20
Осадок
Bi2S3
растворяется в присутствии хлорида железа (III)
FeCl3:
Bi2S3+6
FeCl3
> 2 BiCl3
+ 6 FeCl2+
3S
4.Реакция
с иодидами (фармакопейная).
(BiС16)3-
+ 3 I-
= Bi I3
(черный) + 6 С1-
Дальнейшее
прибавление избытка раствора KI
приводит к растворению осадка и образованию оранжевого раствора:
Bil3
+ Г = [Bil4]-
(желто-оранжевый)
При
прибавлении воды к этому раствору и его нагревании сначала выпадает осадок BiI3,
который затем гидролизуется с образованием желто-оранжевого осадка оксоиодида
висмута BiOI (иодида висмутила):
[Bil4]-
+ Н2О = BiOI + 3 1-
+ 2Н+.
5.Реакция
восстановления висмута (III)
до висмута (О) соединениями олова (II).
Олово
(II) при этом окисляется до олова (IV).
Выпадает осадок черного цвета- металлический висмут. При большом избытке щелочи
и нагревании выпадает также черный осадок металлического олова вследствие
протекания реакции диспропорционирования:
2 [Sn(OH)4] — [Sn(OH)6]2-
+ Sn + 2 ОН-.
При
недостатке щелочи может выпасть черный осадок оксида олова (II)
SnO: [Sn(OH)4]2-
->SnO + 2 ОН- + 2 Н2О
6.Реакция
с тиомочевиной (тиокарбамидом).Реакция проводится в кислой среде.Условное
обозначение молекулы тиокарбамида SC(NH2)2
- L:
|BiCI6|-'-
+ K2Cr,O7
+ 2 Н2О -> (ВЮ)2Сг2071 (желтый)
+ 2К+ + 6СГ + 4Н+ Другие реакции висмута (III).
С тиосульфатом натрия при нагревании выделяется осадок сульфида Bi2S3
черно-коричневого цвета, с 8-оксихинолином и К1 – оранжево-красный осадок
комплексного соединения.
Их
гидроксиды растворяются в избытке аммиака с образованием комплексов различного
состава. Растворы солей меди, кобальта и никеля окрашены; кадмия и ртути (II)
бесцветны.
Аналитические
реакции катиона меди (II)
Си2+
Акво
- ионы меди (II) [Си(Н2О)„]2+
окрашены в голубой цвет, поэтому растворы солей меди (II)
имеют голубую окраску с разными оттенками (от голубой до сине-зеленой). В
водных растворах акво - ионы меди (II)
частично гидролизуются с образованием растворимых гидроксо-аквокомплексов
состава [Cu(H2O)n.m(OH)m]2-m
по схеме:
[Cu(H2O)J2+
+ mH2O
= [Cu(H2O)n.m(OH)mf
m + тН3О+
1.Реакция
с щелочами.
Си2++
2 ОН-— Си(ОН), сине-зеленый)
Смесь
осторожно нагревают до кипения и кипятят до потемнения осадка. Си(ОН)2 разлагается,
теряя воду и образуется черный осадок оксида меди (II)
СиО: Си(ОН)2 — СиО ^черный) + Н2О
Осадок
Си(ОН)2 растворяется в кислотах, в растворах аммиака (с образованием
комплекса [Cu(NH3)4]
+ синего цвета), комплексообразующих органических кислот (лимонная,
винная), частично растворим в концентрированных щелочах с образованием
гидроксокомплексов меди (II).
2.Реакция
с аммиаком (фармакопейная).
СиСЬ
+ NHrH2O
Си(ОН)С1 |(сине-зеленый) В избытке аммиака осадок растворяется с образованием
ярко синего раствора:
Си(ОН)С1
+ 4 NH3-H2O
[Cu(NH3)4]2+
+ ОН- + СГ + 4 Н2О В кислой среде комплексный тетрамминмедь (II)
- катион разрушается:
[Си(Ш3)4]2+(ярко
- синий) + 4 Н3О+ — [Си(Н2О)4]2+(голубой)
+ 4 NH4+
и
окраска раствора из ярко-синей переходит в голубую (цвет аквокомплекса меди (II)).
К аммиачному комплексу меди (II)
прибавляют по каплям разбавленный раствор одной из кислот - НС1, HNO3
или H2SO4.
Окраска раствора из ярко - синей переходит в голубую. Мешают катионы Со2+,
Ni2+,
олово (II).
Реакцию
проводят в аммиачной среде. Осадок не растворяется в избытке аммиака.
6.Реакция
восстановления меди (II)
металлами до металлической меди (фармакопейная).Реакцию дают металлы,
расположенные в ряду напряжений металлов левее меди.
Cu2+
+ Zn -- Си + Zn2+
Си2+
+ Fe -> Си + Fe2+
3
Си2+ +2 А1 -► 3 Си +2 А13+
7.Соли меди
окрашивают пламя газовой горелки в изумрудно-зеленый цвет.
8.Реакция с тиоцианат - ионами.
Си2+
+ 2 SCN- — Cu(SCN)2J-+
CuSCN| + SCN-
Образуется черный осадок Cu(SCN)2,
постепенно переходящий в белый CuSCN.
9.Другие
реакции меди (II).
Катионы
Си
+ с сульфид -ионами дают черный осадок сульфида меди CuS;
с фосфатами - голубой осадок Си3(РО4)2.
Известны реакции комплексообразования меди (II)
с различными органическими реагентами - купроином, купфероном, дитиоксамидом и
др.
Аналитические
реакции катиона кадмия Cd2
. Акво
ионы
кадмия [Cd(H2O),,]-+
в водных растворах бесцветны.
1.Реакция
с щелочами и аммиаком.
Cd2+ + 2 ОН-
-> Cd(OH)2i(6enbrii)
Осадок
Cd(OH)2
нерастворим в избытке щелочи, но растворяется в избытке аммиака с образованием
бесцветного аммиачного комплекса [Cd(NH3)4]2+:
Cd(OH)2
+ 4 NH3
--[Cd(NH3)4]2+
+ 2 ОН- Осадок Cd(OH)2
растворяется в кислотах:
Cd(OH)2
+ 2 Н3О+ — [Cd(H2O)4]2+
2.Реакция
с сульфид - ионами.
Cd2+
+ S2-
-> CdS |(желтый)
Осадок
CdS не растворим в щелочах и в
растворе сульфида натрия, частично растворяется в насыщенном растворе хлорида
натрия с образованием хлоридного комплекса кадмия [CdCl4]--:
CdS + 4 Cl-
-> [CdCl4]2-
+ S2-
CdS нерастворим в кислотах, за
исключением НС1, в которой он растворяется с образованием хлоридного комплекса
кадмия:
Хотя
элементы расположены в разных груупах периодической системы Д.Ию Менделеева,
все эти катионы характеризуются способностью комплексообразованию. Их
гидроксиды растворяются в избытке аммиака с образованием комплексов различного
состава. Растворы солей меди, кобальта и никеля окрашены; кадмия и ртути (II)
бесцветны.
Аналитические реакции катиона
меди (II) Си2+.
Акво
- ионы меди (II) [Си(Н2О)п]2+
окрашены в голубой цвет, поэтому растворы солей меди (II)
имеют голубую окраску с разными оттенками (от голубой до сине-зеленой). В
водных растворах акво - ионы меди (II)
частично гидролизуются с образованием растворимых гидроксо-аквокомплексов
состава [Cu(H2O)n.m(OH)m]2-m
по схеме:
[Cu(H2O)]2+
+ mH2O
= [Cu(H2O)n.m(OH)m]
m + тН3О+
1.Реакция
с щелочами.
Си2++
2 ОН-— Си(ОН)2 (сине-зеленый)
Смесь
осторожно нагревают до кипения и кипятят до потемнения осадка. Си(ОН)2 разлагается,
теряя воду и образуется черный осадок оксида меди (II)
СuО: Сu
(ОН)2
СuО (черный) + Н2О