Систематический ход анализа смеси катионов 4 аналитической группы

Анализируемый раствор: Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+ Приливают Na2CO3 и H2O2, нагревают и центрифугируют.

¾¾¾®

Осадок 1: Al(OH)3, Sn(OH)2, (ZnOH)2CO3 растворяют в HCl и обрабатывают избытком NH4OH + NH4Cl; центрифугируют.

¯ ¯ ¯

Центрифугат 1: CrO42-		Центрифугат 2: [Zn(NH3)4]2+			Осадок 2: Al(OH)3, Zn(OH)2 растворяют в HNO3
Открывают хром окислением CrO42- до CrO5		Открывают цинк K4[Fe(CN)6] в уксусной среде.				Al3+ открывают ализарином	Восстанавливают Sn4+ и Sn2+ и открывают солями висмута.

Анализ катионов пятой аналитической группы

(Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Bi³⁺, Mg²⁺, Sb³⁺,Sb⁵⁺).

К пятой аналитической группе катионов относятся катионы Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Bi³⁺, Mg²⁺, Sb³⁺,Sb⁵⁺.

Катионы данной аналитической группы образуют со щелочами гидроксиды, которые в воде, а также в сильных и слабых щелочах практически нерастворимы.

Этим свойством нерастворимости гидроксидов в едких щелочах и растворе аммиака обладают только катионы указанной пятой группы. Нитраты, хлориды и сульфаты железа, марганца и магния в воде хорошо растворимы. Следовательно, их гидроксиды довольно легко переходят в раствор под действием азотной, соляной и серной кислот.

Общеаналитические реакции катионов пятой группы.

1.Реакции гидролиза.

Все соли сурьмы очень легко подвергаются гидролизу с образованием соответствующих основных солей:

SbCl₃ + H₂O Û SbOCl¯ + 2HCl

SbCl₅ + 2 H₂O Û SbO₂Cl¯ + 4HCl

Особенно легко соли сурьмы подвергаются гидролизу из азотнокислых растворов, что дает возможность отделить их от остальных катионов пятой группы.

Соли висмута тоже сравнительно легко подвергаются гидролизу

BiCl₃ + 2 H₂O Û Bi(OH)₂Cl¯ + 2HCl

Bi(OH)₂ClÛ BiOCl¯ + H₂O

Хотя и в меньшей степени, но аналогично гидролизуется и нитрат висмута с образованием нитрата висмутила BiONO₃.

В целях предотвращения гидролиза к водным растворам солей сурьмы и висмута всегда добавляется соответствующая кислота, вследствие чего эти растворы имеют кислую реакцию. Отсюда следует, что если данный для анализа раствор не имеет осадка и в тоже время имеет нейтральную реакцию, - это является одним из первых признаков того, что катионы сурьмы и висмута в растворе отсутствуют.

В очень незначительной степени, едва заметной простым глазом, гидролизуются также и соли трехвалентного железа. При нагревании растворов гидролиз этих солей усиливается.

2. Едкие щелочи и раствор аммиака осаждают из растворов солей железа, марганца, магния, висмута и сурьмы соответствующие им гидроксиды:

FeCl₂ + 2KOH ® Fe(OH)_2¯ +2KCl

Fe²⁺ + 2 OH^- ® Fe(OH)₂

FeCl₂ + 2 NH₄OH ® Fe(OH)_2¯ +2NH₄Cl

Fe²⁺ + 2 NH₄OH ® Fe(OH)_2¯ + 2 NH₄⁺

Гидроокись железа (II) зеленоватого цвета, на воздухе очень быстро окисляется до железа (III) гидроксида, вследствии чего его окраска постепенно переходит в бурую:

4Fe(OH)_2¯ + O₂ + 2H₂O ® Fe(OH)₃

FeCl₃ + 3KOH ® Fe(OH)₃ ¯ + 3 KCl

Fe³⁺ + 3OH^- ® Fe(OH)_3¯

Гидроокись железа (II) сравнительно легко растворяется в хлориде и нитрате аммония. Отсюда следует, что двухвалентное железо из растворов его солей гидроксидом аммония осаждается не полностью:

FeCl₂ + 2NH₄OH _® Fe(OH)_2¯ + 2NH₄Cl