Анализ смеси катионов всех групп схема

Анализ смеси катионов с I по VI аналитическую группу

Анализ раствора без осадка. Анализируемый раствор может быть окрашенным или бесцветным. По окраске раствора можно высказать предположение о присутствии или отсутствии катионов, имеющих характерную окраску. Если раствор прозрачный и бесцветный, то отсутствуют катионы: Cr 3+ , Fe 3+ , Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ .

Некоторые предварительные предположения можно выдвинуть на основании измерения рН раствора. Если значение рН 2-4 (и раствор не содержит осадка), то в нем отсутствуют катионы Hg 2+ , Fe 3+ , так как в противном случае их продукты гидролиза выделялись бы в форме осадка при данных значениях рН.

Раствор делят на три части. Одну используют для предварительных испытаний, другую – для проведения систематического анализа, третью – для контроля.

1.Предварительные испытания. В отдельных порциях раствора определяют наличие катионов I-V групп действием групповых реагентов – растворами HCl, H2SO4, NaOH + H2O2 и NH4OH. Обычно в отдельных порциях раствора предварительно открывают и некоторые индивидуальные катионы: Fe 2+ , Fe 3+ , Cr 3+ , Cu 2+ , катионы VI группы и другие ионы действием различных реагентов.

2.Отделение и открытие катионов I аналитической группы. Если в растворе присутствуют катионы первой аналитической группы, то их отделяют действием группового реагента – раствора HСl в виде смеси осадков хлоридов: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2 белого цвета. В данной смеси затем открывают каждый из указанных катионов согласно систематическому ходу анализа смеси катионов I группы.

3.Отделение и открытие катионов II аналитической группы.Фильтрат, оставшийся после отделения от анализируемого раствора осадков хлоридов катионов I группы, обрабатывают раствором H2SO4 с добавлением этанола. Выпадают белые осадки сульфатов катионов II группы: CaSO4, SrSO4, BaSO4. Смесь центрифугируют, отделяют осадки сульфатов, фильтрат оставляют для дальнейшего исследования.

К осадку сульфатов добавляют небольшое количество водного раствора соды Na2CO3, нагревают. Таким образом, осадки сульфатов переводят в карбонаты. Однократной обработки, как правило, недостаточно. Поэтому смесь после нагревания центрифугируют, отделяют центрифугат и осадок снова обрабатывают водным раствором соды. Данную операцию повторяют до отрицательной реакции на анионы сульфата в центрифугате.

Оставшийся осадок карбонатов CaCO3, SrCO3, BaCO3 обрабатывают раствором СН3СООН (2 моль/л) при нагревании. Осадок растворяется. В полученном растворе открывают катионы Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ согласно ходу систематического анализа катионов II группы.

4.Предварительное открытие некоторых катионов III, IV, V аналитических групп. Раствор, оставшийся после отделения катионов I и II групп, может содержать катионы других групп.

В отдельных небольших порциях этого (или исходного) раствора можно открыть катионы: Fe 2+ , Fe 3+ , Cr 3+ , Cu 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Hg 2+ , а также катионы VI группы.

Открытие катионов железа (II) и железа (III). Катионы Fe 2+ открывают реакцией с K3[Fe(CN)6] в кислой среде (рН 2-3). Образуется темно-синий осадок «турнбулевой сини».

Катионы Fe 3+ открывают реакцией с K4[Fe(CN)6] (рН = 3). Образуется осадок синего цвета «берлинская лазурь».

Открытие катионов Cr 3+ . Катионы хрома (III) открывают, окисляя их пероксидом водорода в присутствии щелочи до ионов хромата CrO4 2 — .

Открытие катионов Cu 2+ . Катионы меди (II) открывают в отдельной порции раствора реакцией с концентрированным раствором аммиака. При этом образуется аммиачный комплекс [Cu(NH3)4] 2+ интенсивного синего цвета. Для открытия катионов меди можно использовать также раствор K4[Fe(CN)6] – выпадает красно-коричневый осадок.

Открытие катионов Mn 2+ . Катионы марганца (II) открывают в отдельной порции раствора с помощью окисления смесью пероксида водорода и щелочи. Выпадает коричнево-черный осадок MnO(OH)2.

Открытие катионов Со 2+ . Катионы кобальта (II) открывают реакцией с KNCS или NH4NCS раствор окрашивается в ярко-синий цвет вследствие образования комплекса [Co(NCS)4] 2 — .

Открытие катионов Ni 2+ . Если в растворе присутствуют катионы железа (II), то катионы никеля открывают капельной реакцией с диметилглиоксимом (реакция Чугаева) в аммиачной среде на фильтровальной бумаге – появляется окрашенная розовая полоса вследствие образования комплекса никеля (II) с диметилглиоксимом.

Открытие катионов Hg 2+ . Поверхность медной пластинки очищают с помощью азотной кислоты, затем наносят каплю раствора и протирают фильтровальной бумагой. Образуется белое зеркальное пятно вследствие появления амальгамы металлической ртути.

5.Отделение катионов III аналитической группы от катионов IV и V групп. После предварительного открытия ряда катионов в отдельных порциях раствора, к нему добавляют водный раствор NaOH (2 моль/л) в избытке и Н2О2. Нагревают смесь на кипящей водяной бане. В этих условиях катионы III группы остаются в растворе, а катионы IV и V групп переходят в осадок (смесь гидроксидов и основных солей).

В случае присутствия в растворе катионов хрома (III) смесь продолжают нагревать до изменения цвета раствора из зеленого (Cr 3+ ) до желтого (CrO4 2 — ). После нагревания смесь центрифугируют, осадок отделяют от центрифугата.

Осадок содержит катионы IV и V групп, а щелочной центрифугат – катионы III и VI групп. В части центрифугата открывают катионы III группы согласно систематическому ходу анализа катионов этой аналитической группы.

6.Разделение и открытие катионов IV и V аналитических групп. Полученный осадок гидроксидов, гидратированных оксидов и основных солей катионов IV и V обрабатывают при нагревании водным раствором HNO3 (1:1) в присутствии пероксида водорода. Азотнокислый раствор нейтрализуют Na2CO3 до начала помутнения. Затем прибавляют избыток концентрированного раствора аммиака, нагревают до 40-50 °С. При этом катионы V группы остаются в растворе в виде комплексных аммиакатов состава [Co(NH3)6] 2+ , [Ni(NH3)6] 2+ , [Cu(NH3)4] 2+ , [Cd(NH3)4] 2+ , [Hg(NH3)4] 2+ ; в осадке — гидроксиды катионов IV группы.

Смесь центрифугируют. Центрифугат, содержащий катионы V группы, отделяют от осадка, содержащего катионы IV группы. Центрифугат и осадок анализируют раздельно.

Осадок промывают раствором аммиака (2 моль/л), водой, растворяют в HNO3 (2 моль/л) и в полученном растворе открывают катионы IV группы согласно систематическому ходу анализа катионов этой группы.

Аммиачный центрифугат (V группа) нейтрализуют раствором серной кислоты (1 моль/л) до слабо кислой реакции и в полученном растворе открывают катионы V группы согласно систематическому ходу анализа.

7.Открытие катионов VI аналитической группы. Катионы данной группы не имеют группового реагента, их открывают дробным методом в отдельных порциях раствора, полученного после отделения катионов I и II групп.

Анализ раствора с осадком. Если анализируемая смесь представляет собой раствор с осадком, то вначале осадок отделяют от раствора центрифугированием, затем осадок и раствор анализируют раздельно.

Наличие осадка свидетельствует о возможности присутствия в нем хлоридов катионов I группы, сульфатов катионов II группы. Раствор, отделенный от осадка, анализируют так, как описано в разделе «Анализ раствора без осадка».

Осадок испытывают на растворимость в разбавленных кислотах: СН3СООН, HCl, HNO3. Если он полностью растворяется, то его изучают как раствор без осадка (присоединяя его к центрифугату).

Если осадок не растворяется, то испытывают его растворимость в растворе HNO3 (1:1), в водном 30 %-ном растворе CH3COONH4 (или СН3СООNa). В азотной кислоте растворяется PbCl2, в CH3COONH4 – PbSO4.

Если осадок нерастворим во всех вышеперечисленных растворителях, то это указывает на возможное присутствие в нем хлоридов катионов I группы, сульфатов I и II групп.

Систематический анализ осадка. Отделенный от раствора осадок может содержать смесь хлоридов и сульфатов: AgCl, Hg2Cl2, PbSO4, CaSO4, SrSO4, BaSO4, PbCl2. Осадок обрабатывают кипящей дистиллированной водой. При этом PbCl2 растворяется. Катионы свинца Pb 2+ открывают в пробе соответствующими реакциями на данные катионы.

Смесь центрифугируют, осадок отделяют, промывают горячей водой до отрицательной реакции на катионы Pb 2+ и прибавляют к нему концентрированный раствор аммиака. AgCl растворяется с образованием комплекса [Ag(NH3)2] + . Если в осадке присутствовал хлорид ртути (I) Hg2Cl2, то при обработке аммиаком осадок чернеет вследствие образования металлической ртути (Hg¯).

Раствор отделяют от осадка центрифугированием, и открывают в нем катионы серебра Ag + специфическими реакциями на него.

Осадок обрабатывают раствором СН3СООNH4 до полного растворения сульфата свинца PbSO4. В осадке остаются сульфаты катионов II группы, которые переводят в карбонаты действием раствора Na2CO 3 , растворяют в СН3СООН и в полученном растворе открывают катионы Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ характерными реакциями.

Краткий анализ смеси катионов с I по VI аналитическую группу приведен в табл. 8.2.

Схема хода систематического анализа смеси катионов

Источник

Анализ смеси катионов всех шести групп

Цель:Провести систематический анализ смеси катионов всех шести групп по кислотно-основной классификации.

Анализируемая смесь может представлять собой водный раствор без осадка или водный раствор с осадком. В зависимости от этого выбирают ту или иную схему систематического хода анализа.

А. Анализ раствора без осадка.

Анализируемый раствор может быть окрашенным или бесцветным.

· Если раствор прозрачный и бесцветный, то можно предположить, что он не содержит катионы Cr 3+ , Fe 3+ , Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ .

· Водные растворы Ni 2+ окрашены в зеленый цвет, Co 2+ — розовый, Cu 2+ — от голубой до сине-зеленой, Fe 3+ — желтый или желто-бурый, Cr 3+ — зеленый.

· Если значение рН раствора находится в пределах рН=2-4 (и раствор не содержит осадка), то в нем отсутствуют олово (II), олово (IV), сурьма (III), сурьма (V), висмут (III), ртуть (II), железо (III), так как в противном случае их продукты гидролиза выделялись бы в форме осадков при указанных значениях рН раствора.

Анализируемый раствор делят на три части. Одну часть используют для предварительных испытаний, другую – для проведения систематического анализа, третью – оставляют для контроля.

а). Отделение и открытие катионов второй аналитической группы.

Ø К 25-30 каплям анализируемого раствора прибавляют на холоду групповой реагент – раствор (2М) HCl до полного выделения осадка, состоящего из смеси хлоридов серебра AgCl, ртути (I) Hg2Cl2, и свинца PbCl2.

Ø Смесь центрифугируют и проверяют полноту осаждения хлоридов, прибавляя к прозрачному центрифугату 1-2 капли раствора HCl. Если раствор остается прозрачным, осаждение считают полным. Если же раствор мутнеет, прибавляют дополнительно HCl до полного прекращения осаждения хлоридов катионов II группы (AgCl, Hg2Cl2, PbCl2).

Ø Осадок отделяют от центрифугата, промывают HCl при перемешивании, вновь отделяют осадок от промывных вод центрифугированием, а центрифугат оставляют для дальнейшего анализа (центрифугат 1).

Отделение и открытие катионов свинца Pb 2+ .

Ø К осадку хлоридов серебра, ртути и свинца прибавляют небольшой объем горячей дистиллированной воды и смесь нагревают до кипения. Растворимость хлорида свинца в воде увеличивается с ростом температуры, поэтому при нагревании хлорид свинца переходит в раствор, а в осадке остаются хлориды серебра и ртути. Операцию при необходимости повторяют.

Ø Горячую смесь центрифугируют; горячий раствор, содержащий PbCl2, отделяют от осадка; и в отдельных пробах этого раствора открывают катионы свинца реакциями с дихроматом калия K2Cr2O7 в присутствии ацетата натрия CH3COONa (выпадает желтый кристаллический осадок хромата свинца PbCrO4, растворимый в щелочах и нерастворимый в уксусной кислоте) и с иодидом калия KI (выпадает желтый кристаллический осадок иодида свинца PbI2, растворимый в избытке иодида калия).

Отделение и открытие катионов серебра Ag + .

Ø Повторяют обработку осадка хлоридов серебра и ртути дистиллированной водой для полного удаления следов оставшегося PbCl2, в чем убеждаются реакцией с K2Cr2O7 (в пробе раствора не должен образоваться PbCrO4).

Ø Затем отделяют и открывают катионы серебра. К осадку (AgCl + Hg2Cl2) прибавляют небольшой объем раствора концентрированного аммиака (NH4OH), смесь перемешивают, слегка нагревают на водяной бане и центрифугируют. При обработке осадка аммиаком AgCl растворяется с образованием бесцветного аммиачного комплекса серебра [Ag(NH3)2] + . В осадке остается хлорид ртути (I).

Ø Смесь центрифугируют. Катионы Ag + открывают в отдельных порциях центрифугата реакциями с концентрированной HNO3 (выпадает белый осадок AgCl – раствор мутнеет) и с раствором KI (выпадает желтый осадок AgI- раствор также мутнеет).

Открытие катионов ртути (I) Hg2 2+ .

Ø Осадок хлорида ртути (I), оставшийся после обработки аммиаком смеси хлоридов серебра и ртути, должен почернеть, так как при реакции хлорида ртути (I) с аммиаком выделяется металлическая ртуть в тонкодисперсном состоянии, придавая осадку черный цвет:

Почернение осадка свидетельствует о присутствии катионов ртути (I).

б). Отделение и открытие катионов третьей аналитической группы.

Ø К 25-30 каплям анализируемого раствора прибавляют раствор серной кислоты (с добавлением этанола, если в раствор присутствуют катионы кальция). Выделяются белые осадки сульфатов катионов третьей аналитической группы – CaSO4, SrSO4, BaSO4, а также сульфат свинца PbSO4. Убеждаются в полноте осаждения катионов третьей группы (раствор не должен мутнеть при добавлении небольшого количества серной кислоты). Смесь центрифугируют, отделяют осадки сульфатов, а центрифугат оставляют для дальнейшего анализа (центрифугат 2).

Ø К осадку сульфатов прибавляют небольшое количество водного 30%-го раствора ацетата аммония CH3COONH4 или натрия CH3COONа при нагревании на водяной бане для удаления примесей сульфата свинца, который в этих условиях переходит в раствор. Операцию при необходимости повторяют до отрицательной реакции на катионы свинца (проба с K2Cr2O7 в отдельной порции раствора).

В осадке остаются сульфаты кальция, стронция и бария, которые переводят в карбонаты (растворимые в кислотах) для того, чтобы затем растворить эти карбонаты в кислоте и получить раствор, в котором содержались бы катионы Са 2+ , Sr 2+ и Ва 2+ .

Для перевода сульфатов в карбонаты

Ø к осадку сульфатов прибавляют небольшое количество насыщенного водного раствора Na2CO3, смесь перемешивают и нагревают несколько минут на водяной бане. Сульфаты переходят в карбонаты.

Ø Смесь после нагревания центрифугируют, отделяют центрифугат и осадок снова обрабатывают насыщенным водным раствором Na2CO3. Операцию повторяют до отрицательной реакции на сульфат — ионы в центрифугате. Промывают осадок дистиллированной водой и к промывным водам прибавляют раствор BaCl2. Если при этом не наблюдается образование мути (BaSO4), то обработку осадка раствором соды прекращают, так как отсутствие сульфат – ионов свидетельствует о том, что сульфаты кальция, стронция и бария полностью перешли в карбонаты.

Ø Оставшийся осадок уже карбонатов Са, Sr и Ba обрабатывают раствором уксусной кислоты (2М) при нагревании. Осадок растворяется. В полученном растворе (раствор 1) затем открывают каждый катион третьей аналитической группы.

Открытие и удаление катионов бария Ва 2+ .

Ø К 5-7 каплям раствора 1 прибавляют 5 капель раствора K2Cr2O7 и 5 капель раствора CH3COONa. В присутствии катионов Ва 2+ выпадает желтый кристаллический осадок BaCrO4.

Ø Если доказано наличие в растворе катионов бария, то их удаляют из всего раствора 1, прибавляя CH3COONa и избыток K2Cr2O7 до полного осаждения BaCrO4 (до тех пор, пока при прибавлении очередной капли раствора K2Cr2O7 не будет наблюдаться образование мути BaCrO4). Удаление катионов Ва 2+ проводят для того, чтобы устранить их мешающее действие при последующем открытии катионов Са 2+ и Sr 2+ .

Ø После осаждения BaCrO4 смесь центрифугируют и отделяют раствор от осадка. В растворе могут содержаться катионы Са 2+ и Sr 2+ . В нем же присутствуют и дихромат – ионы, введенные на предыдущей стадии анализа. Для отделения катионов Са 2+ и Sr 2+ от дихромат – ионов к раствору прибавляют раствор CH3COONa до перехода окраски из желто – оранжевой в желтую. При этом выпадает осадок карбонатов Са 2+ и Sr 2 , который отделяют от раствора центрифугированием. Осадок карбонатов промывают дистиллированной водой и обрабатывают водным 2М раствором CH3COOН до его полного растворения (раствор 2).

Открытие катионов стронция Sr 2+ .

Ø К 5-10 каплям раствора 2 прибавляют несколько капель гипсовой воды, нагревают на водяной бане и оставляют на несколько минут. Появление белого осадка сульфата Sr 2+ (помутнение раствора) указывает на присутствие катионов Sr 2+ в растворе.

Ø Если катионы Sr 2+ присутствуют в растворе, то катионы Са 2+ открывают реакцией с гексацианоферратом (II) калия К4[Fe(CN)6] в присутствии NH4Cl – образуется белый осадок гексацианоферрата (II) аммония и кальция (NH4)2Ca[Fe(CN)6]. Если же катионы Sr 2+ отсутствуют в растворе, то катионы кальция открывают также и реакцией с оксалатом аммония (NH4)2C2О4 – образуется белый осадок оксалата кальция СаС2О4, нерастворимый в уксусной кислоте.

Катионы Sr 2+ и Ва 2+ мешают открытию катионов Са 2+ этой реакцией, поскольку также образуют белые осадки SrC2O4 и ВаС2О4 (первый из них частично растворим в уксусной кислоте, второй – растворяется в ней при нагревании).

в).Отделение катионов четвертой аналитической группы от катионов пятой и шестой аналитических групп.

Ø К раствору 3 (смесь центрифугата 1 и 2) медленно прибавляют водный 2М раствор NaOH до нейтральной реакции среды и затем – дополнительно избыток раствора NaOН и небольшое количество Н2О2. Нагревают смесь на кипящей водяной бане. В этих условиях катионы IV группы, образовавшие соответствующие растворимые гидроксокомплексы, остаются в растворе, а катионы V и VI аналитических групп переходят в осадок (смесь гидроксидов и основных солей).

Ø В случае присутствия в растворе катионов Cr 3+ смесь продолжают нагревать до изменения цвета раствора из зеленого (цвет Cr 3+ ) до желтого (цвет CrO4 2- ). При этом весь Cr 3+ окисляется до Cr 6+ .

Ø После нагревания (непрореагировавший раствор Н2О2 удаляется) смесь центрифугируют, осадок отделяют от центрифугата.

Ø Осадок содержит катионы V и VI групп (осадок 1), а щелочной центрифугат – катионы первой и четвертой аналитических групп (центрифугат 3).

г) Открытие катионов четвертой аналитической группы.

Ø К 15-20 каплям центрифугата 3 в фарфоровой чашке прибавляют 5-8 капель 3%-го раствора Н2О2 и 20%-й раствор NaOH при нагревании до полного растворения выпавшего осадка гидроксидов ([Zn(OH)4] 2- , [Al(OH)6] 2- , ([Sn(OH)6] 2- , AsO4 3- и CrО4 2- ). Раствор кипятят непродолжительное время для полного удаления избытка Н2О2. При наличии в центрифугате 3 катионов Cr 3+ получают раствор желтого цвета (за счет образования CrО4 2- ).

Ø К образовавшемуся раствору прибавляют малыми порциями кристаллы NH4Cl и упаривают раствор до небольшого объема. Выпадает белый осадок гидроксидов Al и олова (IV), который отделяют центрифугированием от желтого раствора. Этот осадок промывают 2-3 раза холодной водой, отделяют от промывных вод центрифугированием и растворяют в небольшом объеме горячего раствора 2М HCl. В отдельных пробах полученного солянокислого раствора (раствор 4) открывают катионы Al 3+ реакцией с ализарином и олово.

Ø 2-3 капли раствора 4 наносят в центр листа фильтровальной бумаги, пропитанной раствором гексацианоферрата (II) калия. Лист выдерживают в парах аммиака. Мешающие катионы дают темное пятно смеси гексацианоферратов (II), а катионы Al 3+ образуют Al(OH)3. На влажное пятно наносят 1-2 капли раствора ализарина и снова выдерживают бумагу над парами аммиака. Образуется розовый комплекс алюминия с ализарином. Пятно смачивают несколькими каплями СН3СООН (2М) и дают возможность растворителю самопроизвольно переместиться от центра пятна к периферии. Вместе с растворителем перемещаются катионы Al 3+ , образующие комплекс Al с ализарином (розово-красный цвет на слабо – фиолетовом фоне). При высушивании бумаги фиолетовый фон исчезает (ализарин).

Открытие катионов олова (IV).

Ø К нескольким каплям раствора 4 прибавляют кусочек железной стружки. Через 2-3 мин. удаляют остатки металлического железа и к раствору (раствор 5) прибавляют несколько капель раствора HgCl2. Образуется белый осадок каломели Hg2Сl2, который затем темнеет за счет выделения металлической ртути в тонкодисперсном состоянии.

Для контроля олово (II) открывают также реакцией с нитратом висмута (III). К 3-5 каплям раствора 5 медленно прибавляют раствор NaOH (2М) до сильно щелочной реакции и затем 1-2 капли раствора Bi(NO3)3 (появляется черный осадок Bi 0 ).

Желтый раствор, полученный после отделения катионов Al 3+ и Sn (IV) анализируют дробным методом (раствор 6).

Ø R 5-10 каплям раствора 6 прибавляют

10 капель раствора Н2О2 и

10 капель концентрированного раствора NaOH. Полученный раствор кипятят 1-2 мин, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют к нему 2-3 капли раствора (NH4)3S (выпадает белый осадок ZnS). А также проводят реакцию с дитизоном.

д). Разделение и открытие катионов пятой и шестой аналитических групп.

Ø Осадок 1 нейтрализуют 1М раствором Na2CO3 до начала помутнения, прибавляют 2-х-3-х кратный объем концентрированного раствора NH4OH и нагревают до 40 –50 0 С. При этом катионы шестой группы переходят в раствор комплексных аммиакатов состава [Со (NH3)6] 2+ , [Ni(NH3)6] 2+ , [Сu(NH3)4] 2+ , [Сd(NH3)4] 2+ и [Hg(NH3)4] 2+ . В осадке остаются гидроксиды катионов пятой группы.

Смесь центрифугируют. Центрифугат (центрифугат 4) и осадок (осадок 2) анализируют раздельно.

Ø Осадок 2 промывают 2М раствором NH4OH, водой, растворяют в 2М растворе HNO3 и в полученном растворе открывают катионы пятой группы.

Ø Раствор обрабатывают 2М раствором аммиака до щелочной реакции среды и прибавляют кристаллический NH4Cl. Выпадают осадки Fe(OH)3 и Bi(OH)3, а катионы магния Mg 2+ остаются в растворе, в пробе которого их открывают в виде магний аммоний фосфата NH4MgPO4. Для этого в пробирку вносят 2-3 капли раствора, прибавляют по 1-2 капли растворов NH4Cl, аммиака и Na2HPO4. Раствор мутнеет и образуется белый осадок NH4MgPO4.

Ø Осадок гидроксидов железа (III) и висмута (III) отделяют центрифугированием, растворяют в 2М HNO3 и в пробе полученного раствора открывают висмут реакцией с солью олова (II) – выделяется черный осадок металлического висмута.

Катионы железа были открыты в предварительных испытаниях, но при необходимости катионы Fe 3+ открывают реакцией с тиоцианат – ионами (проба окрашивается в красный цвет).

Ø Аммиачный центрифугат 4, содержащий катионы шестой аналитической группы, нейтрализуют 1М раствором H2SO4 до слабо кислой реакции и в полученном растворе открывают катионы шестой группы (раствор 7).

Ø Отделение катионов ртути (II) и меди (II). К 10 –15 каплям раствора 7 прибавляют 2-3 мл 1М раствора Na2S2O3 (или небольшое количество кристаллического Na2S2O3). Смесь кипятят 2-3 мин. Из раствора выпадает осадок сульфидов ртути (II) Hg,S меди (I), Cu2S и свободной серы (осадок 3), а в растворе остаются катионы Zn 2+ , Cd 2+ , Co 2+ и Ni 2+ вместе с образовав-шимися S 2- . Осадок отделяют от раствора центрифугированием. Обе фазы анализируют раздельно.

Ø Осадок 3 обрабатывают при нагревании 3М HNO3. HgS не растворяется, а Cu2S переходит в раствор (раствор 8) с одновременным окислением меди (I) до (II).

Ø Осадок, содержащий HgS, отделяют от раствора 8, обрабатывают при нагревании смесью (1:3) 2М раствора HCl и 3% -го раствора Н2О2. HgS растворяется. В образовавшемся растворе открывают катионы ртути (II) реакцией с хлоридом олова (II) (образуется черный осадок металлической ртути), а также реакцией с KI (выпадает оранжево-красный осадок HgI2, растворимый в избытке KI с образованием бесцветных комплексных анионов [HgI4] 2- ).

Ø В азотнокислом растворе 8 открывают катионы меди (II) Cu 2+ . К 2-3 каплям раствора 8 прибавляют несколько капель водного 2М аммиака до щелочной реакции (образуется синий аммиачный комплекс меди (II) [Cu(NH3)4] 2+ и раствор окрашивается в ярко-синий цвет.

Ø Для контроля Cu 2+ открывают также реакцией с гексацианоферратом (II) калия К4[Fe(CN)6]. К 2-3 каплям раствора 8 прибавляют 1-2 капли раствора К4[Fe(CN)6] (выпадает красно-коричневый осадок гексацианоферрата (II) меди (II) Cu2[Fe(CN)6]. Можно проводить на фильтровальной бумаге, пропитанной раствором К4[Fe(CN)6], — на бумаге наблюдается образование красно – коричневого пятна.

Отделение и открытие катионов цинка Zn 2+ .

Центрифугат 5 нагревают до кипения и кипятят до полного удаления сероводорода H2S. Полноту удаления H2S проверяют с помощью фильтровальной бумаги, пропитанной раствором соли свинца (II). При внесении бумаги в пары, образующиеся при кипении раствора, она темнеет, если пары содержат H2S, вследствие образования на бумаге черного PbS.

После полного удаления H2S из раствора к нему прибавляют 5-6 капель 6М раствора NaOH и раствор нагревают. При этом выпадают осадки гидроксидов кадмия Cd(OH)2, Co(OH)2, Ni(OH)2, а катионы цинка остаются в растворе в форме бесцветного растворимого гидроксокомплекса [Zn(OH)4] 2- .

Ø Раствор отделяют от осадка (осадок 4) центрифугированием и открывают в нем катионы цинка. Для этого раствор подкисляют 2М раствором уксусной кислоты и открывают в нем катионы цинка реакцией с гексацианоферратом (II) калия – выделяется белый кристаллический осадок гексацианоферрата (II) калия и цинка состава К2Zn[Fe (CN)6].

Открытие катионов Cd 2+ , Co 2+ и Ni 2+ .

Ø Осадок 4 растворяют в разбавленной СН3СООН (или 2М HCl).

В отдельных порциях образовавшегося раствора открывают катионы Cd 2+ , Co 2+ и Ni 2+ (раствор 9).

Катионы Cd 2+ открывают реакциями с раствором тетраиодовисмутата (III) калия К[BiI4] (выпадает черный осадок BiI3), и с сероводородной водой (желтый осадок CdS), и с дитизоном (красноватое окрашивание).

Катионы кобальта (II) Co 2+ открывают реакциями с раствором нитрита калия KNO2 в уксусной среде (образуется желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (III) калия К3[Сo(NO2)6]) и с раствором тиоцианата аммония NH4NCS (или KNCS) в присутствии органической фазы – смеси изоамилового спирта и эфира – верхний органический слой принимает синюю окраску комплексного аниона [Со(NCS)4] 2- , экстрагирующегося из водной фазы в органическую.

Катионы никеля (II) Ni 2+ открывают реакцией с диметилглиоксимом в аммиачной среде (образуется красный осадок комплекса Ni 2+ с диметилглиоксимом, а раствор окрашивается в розово-красный цвет).

*Открытие катионов первой аналитической группы.

Катионы первой аналитической группы, не имеющей группового реагента, обычно открывают дробным методом в отдельных небольших пробах исходного анализируемого раствора.

Источник

Оцените статью
REMNABOR
Adblock
detector