Качественный анализ (кислотно-основная классификация) (стр. 2 из 13)
Аналитические реакции катионов Ш группы: Са2+, Sr2+, Ва2+
Групповой реагент –Н2SО4
Качественные реакции катионов Са2+
1. Реакция с сульфат – ионами
Са2+ + SО42- + 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+ + 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 (Na2НРО4)
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.
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+ + S2- = 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-= К2Zn3[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 NHrH2O -> 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)2L. 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.
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 -+ Hg2Cl2J. + [SnCl6]2-
Выпадает белый осадок каломели Hg2Cl2, который постепенно чернеет за счет выделяющейся металлической ртути: [SnCl4] -+ Hg2Cb —> 2 Hg + [SnCl6]