V Аналитическая группа катионов.

 

Действие группового реагента.

 

Групповым реагентом является избыток раствора аммиака.

С катионом железа (II) дает осадок гидроксида железа (II) белого цвета.

2+        -

Fe + 2OH = Fe(OH)2

Осадок растворим в кислотах и не растворим в щелочах. В присутствии солей аммония он не осаждается. В результате частичного окисления на воздухе осадок зеленеет и постепенно переходит в красно-бурый.

 

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3

С катионом железа (III) дает красно-бурый осадок гидроксида железа (III)

3+       -

Fe + 3OH = Fe(OH)3

C катионом марганца (II) белый осадок гидроксида марганца (II).

  2+       - 

Mn + 2OH = Mn(OH)2

Осадок растворим в кислотах, но не растворим в щелочах, на воздухе быстро буреет вследствие окисления ионов марганца (II) до марганца (IV). В присутствии солей аммония марганец не осаждается.

С катионом магния дает белый осадок гидроксида магния (II).

  2+        -

Mg + 2OH = Mg(OH)2

В присутствии солей аммония катион магния осаждается не полностью.

 

Реакции катиона железа (II).

1) Гексацианоферрат (Ш) калия.

Дает интенсивно синий осадок гексацианоферрата (Ш) калия-железа, называемый турнбулевой синью.

2+ +                    3-

Fe + K + [Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]

По современным данным состав этого соединения совпадает с составом берлинской лазури. Незначительное различие в окраске этих соединений обусловлено условиями их получения. Осадок не растворим в кислотах, но разрушается щелочами.

 

Реакции катиона железа (Ш).

1) Гидрофосфат натрия.

Дает бледно-зеленый осадок фосфата железа (Ш).

3+        2-                    +

Fe + HPO4 = FePO4 + H

Осадок растворим в сильных кислотах, но не растворим в уксусной кислоте.

2) Тиоционат аммония или калия.

Дает раствор комплексного соединения кроваво-красного цвета.

3+         -

Fe + 3SCN = Fe(SCN)3

Реакция обратима, поэтому прибавление избытка реактива усиливает            окраску.                          

3) Гексацианоферрат (П) калия.

Дает осадок гексацианоферрата (П) калия-железа темно-синего цвета, называемый берлинской лазурью.

3+  +                  4-

Fe + K + [Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]

Течению реакции благоприятствует умеренное подкисление. Осадок не растворим в кислотах, но разрушается щелочами.

 

 

Реакции катиона марганца (П).

1) Гидрофосфат натрия.

Дает белый осадок фосфата марганца.

 

    2+            -                                +

3Mn + 2HPO4 = Mn3(PO4)2 + 2H

Осадок растворим в кислотах и в уксусной кислоте.

А) Окисление оксидом свинца (IV).

Протекает в присутствии азотной кислоты и при нагревании.

 

     2+                   +             -       2+

2Mn + 5PbO2 + H = 2MnO4 + 5Pb + 2H2O

К 1-2 каплям раствора соли марганца (П) прибавьте 2-3 капли концентрированной азотной кислоты и крупинку оксида свинца, нагрейте, отцентрифугируйте и, не отделяя осадка, обратите внимание на окраску центрифугата. Необходимо избегать присутствия в растворе больших количеств хлоридов.

 

Реакции катиона магния (П).

1) Гидрофосфат натрия.

Дает белый кристаллический осадок фосфата магния в присутствие гидроксида и хлорида аммония.

2+        2-            

Mg + HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4 + H2O

Реакцию выполняют в нейтральном или слабощелочном растворе, т.к. фосфат натрия-аммония растворим в кислотах, а в сильно щелочной среде возможно образование гидроксида магния. При проведении опыта необходимо к соли магния прибавить соль аммония, гидрофосфат натрия и приливать потом гидроксид аммония. Выпадение осадка ускоряют взбалтыванием, потеранием стеклянной палочкой. Иногда раствору дают постоять 3-5 минут. Катионы других аналитических групп мешают обнаружению катиона магния, так как тоже дают с гидрофосфатом натрия нерастворимые фосфаты. Поэтому эти катионы нужно удалить.

2) Растворимые карбонаты. (Карбонаты калия и натрия)

Дают белый аморфный осадок гидрокарбоната магния.

   2+        2-

2Mg + 3CO3 + H2O = (MgOH)2CO3 + CO2

3) Микрокристаллоскопическое открытие катиона магния (П).

На предметном стекле смешайте по капле солей магния, хлорида аммония, гидрофосфата натрия и гидроксида аммония. Рассмотрите образовавшиеся кристаллы под микроскопом. Зарисуйте в тетрадь форму кристаллов.

MgSO4 + Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4 + Na2SO4 + H2O

Шестая аналитическая группа катионов.