4. К схеме 4.

As: Следы мышьяка обнаруживают реакцией восстановления мышьяка (III) и мышьяка (V) до арсина AsH₃ (реакция Гутцайта). Арсин образует с AgNO₃ комплексное соединение желтого цвета, разлагающееся под действием влаги до металлического серебра. Восстановление мышьяка (III) и (V) проводится цинком в кислой среде:

As³⁺ + 3Zn + 3H⁺ → AsH₃ (г) + 3Zn²⁺

AsH₃ + 6AgNO₃ → [AsAg₆(NO₃)3] (т) + 3HNO₃

[AsAg₆(NO₃)₃] + 3H₂O → H₃AsO₃ + 6Ag (т) + 3HNO₃

Реакцию проводят в пробирке, куда наливают испытуемый раствор, раствор HCl и добавляют металлический цинк. В верхнюю часть пробирки помещают фильтровальную бумагу, пропитанную раствором AgNO₃. Под действием паров AsH₃ бумага окрашивается в темно-коричневый цвет вследствие выделения элементного серебра. Проведению реакции мешают сурьма, фосфор, окислители.

Присутствие AsH₃ можно также обнаружить при его пропускании через трубку с кристаллическим йодом. При этом образуется йодид мышьяка красного цвета: AsH₃ + 3J₂ → AsJ₃ + 3HJ

Соли мышьяка дают и другие качественные реакции на As^III c CuSO₄ в среде NaOH (желто-зеленый осадок Cu₃(AsO₂)₂), c SnCl в среде HCl (коричнево-черный осадок As) и др.

Sn²⁺: Соли олова (II) легко вступают в реакцию окисления-восстановления, являясь восстановителями. Наиболее характерной окислительно-восстановительной реакцией для них является восстановление солей висмута (III) и ртути (II) в щелочной среде. При этом сначала получают станнит, который затем вступает в реакцию в качестве восстановителя:

Sn²⁺ + 4OH^─ → SnO₂^2─ + 2H₂O

SnO₂^2─ + Hg²⁺ + 2OH^─ → Hg (т) + SnO₃^2─ + H₂O

3SnO₂^2─ + 2Bi³⁺ + 6OH^─ → 2Bi (т) + 3SnO₃^2─ + 3H₂O

Образуются черные осадки элементной ртути или висмута.

Cr³⁺: При действии окислителей, например H₂O₂, Cl₂, KMnO₄ и др. на Cr³⁺ образуется соли хромовой и дихромовой кислот.

Хроматы желтого цвета образуются под действием H₂O₂ в щелочной среде:

Cr³⁺ + 2OH^─ = CrO^2─ + 2H⁺

2CrO^2─ + H₂O₂ + 2OH^─ = 2CrO₄^2─ + 4H₂O

Дихроматы, имеющие оранжевый цвет, образуются при взаимодействии KMnO4 в кислой среде:

10Cr³⁺ + 6MnO₄^─ + 11H₂O → 5Cr₂O₇^2─ + 6Mn²⁺ + 22H⁺

При большом избытке KMnO4 может образовываться бурый осадок MnO(OH)₂ (или H₂MnO₃):

2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 7H₂O → 5H₂MnO₃ (т) + 2H₂SO₄ + K₂SO₄

Zn²⁺: При добавлении хлороформного раствора дитизона к водную раствору (щелочная среда) соли цинка образуется дитизонат цинка, окрашивающий хлороформный слой в красный цвет:

Чувствительность реакции 0,025 мкг.

Sn⁴⁺: С сероводородной водой в растворах солей олова (IV) образуется желты осадок SnS, растворимый в концентрированной HCl:

H2[SnCl6] + 2H2S → SnS2 (т) + 6HCl

Осадок SnS2 растворим в растворе (NH4)2S (отличие от Sn2+):

SnS2 + (NH4)2S → (NH4)2SnS3

Sn⁴⁺ дает также характерные реакции с дитиолом (красный осадок SnDt₂) и солями рубидия, цезия, аммония в присутствии хлоридов (кристаллы осадков типа Cs[SnCl₆]).

Al³⁺: Ализарин - 1,2 – диоксиантрахинон образует с гидроксидом алюминия внутрикомплексное соединение – ализарин алюминия ярко-красного цвета (алюминиевый лак):

Осадок дает яркую люминесценцию желтого цвета. Реакцию с ализарином дают многие другие катионы, поэтому ее целесообразно проводить капельным методом в присутствии K₄[Fe(CN)₆]. Мешающие катионы при этом связываются в малорастворимые гексацианоферраты и при размывании пятна водой остаются в центре в отличии от Al³⁺ - ионов, которые перемещаются к периферии пятна. При последующей обработке парами аммиака и раствором ализарина на периферии пятна получается розовое окрашивание ализарината аммония на фоне фиолетовой окраски ализарина. Фиолетовая окраска фона исчезает при высушивании бумаги, окраска аммониевого лака остается. Чувствительность реакции 0,5 мкг.

Иногда для обнаружения Al³⁺ используют также реакции с 8-оксихиноменом (желто-зеленый осадок AlOx₃), гидрофосфатами (белый осадок AlPO₄).