IV аналітична група катіонів

1. Катіон Сu²⁺ - реакція з лугами

Їдкі луги NaOH, КОН взаємодіють з йонами Сu²⁺, утворюючи не розчинну у воді основу Сu(ОН)₂ блакитного забарвлення:

Сu²⁺ + 2ОН^- → Сu(ОН)₂↓

Осад Сu(ОН)₂ розкладається при нагріванні з виділенням чорного осаду СuО: t⁰

Сu(ОН)₂ → СuО↓ + Н₂О

Він розчиняється в надлишку амоній гідроксиду з утворенням тетраамінкупрум (ІІ) гідроксиду темно-синього кольору:

Сu(ОН)_2(т) + 4NH₄ОН → [Сu(NH₃)₄](ОН)₂ + 4Н₂О,

а також у концентрованому розчині лугу:

Сu(ОН)_2(т) + 2ОН^- → [Сu(ОH)₄]^2-

В и к о н а н н я. До 2-3 крапель солі Купруму (ІІ) добавляють 4-5 крапель розчину натрій гідроксиду. Утворений осад перемішують і розділяють на дві частини. До однієї частини добавляють концентрований розчин амоніаку, а другу нагрівають. Спостерігають розчинення осаду та зміну забарвлення в першій пробірці і утворення чорного осаду – в другій.

2. Катіон Ag⁺ - реакція з хлоридною кислотою

Хлоридна кислота НСІ та її розчинні солі (NаСІ, КСІ тощо) осаджують з розчинів солей Аргентуму білий осад AgСІ:

Ag⁺ + СІ^- → AgСІ↓

Осад не розчиняється в сильних кислотах, але добре розчиняється в надлишку амоній гідроксиду з утворенням безбарвної комплексної солі діамінаргентум хлориду:

AgСІ + 2NН₃ → [Ag(NН₃)₂]СІ

При підкисленні одержаного розчину нітратною кислотою комплексна сіль руйнується і знову випадає білий осад:

[Ag(NН₃)₂]СІ + 2НNО₃ → AgСІ↓ + 2NН₄NО₃

В и к о н а н н я. У чисту пробірку вносять 2-3 краплі розчину солі Аргентуму і добавляють такий самий об’єм хлоридної кислоти. Спостерігають утворення білого осаду аргентум хлориду. До розчину з осадом добавляють концентрований розчин амоніаку до розчинення осаду. Якщо до одержаного розчину добавити 5-6 крапель концентрованої НNО₃, то спостерігається випадання осаду.

3. Катіон Pb²⁺ - реакція з калій хроматом

Калій хромат виділяє з розчинів солей Pb (ІІ) жовтий осад плюмбум хромату:

Pb²⁺ + СrО₄^2- → PbСrО₄ ↓

В и к о н а н н я. До 4-5 крапель розчинної солі Плюмбуму добавляють кілька крапель розчину ацетатної кислоти і калій хромату. Досліджують розчинність утвореного осаду PbСrО₄ в розчинах лугів, в яких він розчиняється за таким хімічним рівнянням:

PbСrО₄ + 4ОН^- → PbО₂^2- + СrО₄^2- + 2Н₂О

Крім того, осад розчиняється в нітратній, але не розчиняється в ацетатній кислоті.

Аналітичні реакції на аніони і групи

1. Аніони sо42- - реакція з барій хлоридом

Барій хлорид осаджує з розбавлених розчинів сульфатів білий осад барій сульфату, не розчинний у кислотах:

Ва²⁺ + SО₄^2- = ВаSО₄↓

В и к о н а н н я. До 2-4 крапель натрій сульфату добавляють 2-3 краплі розчину барій хлориду. Спостерігають випадання білого осаду.

2. Аніон со32- - реакція з кислотами

Мінеральні кислоти, а також ацетатна кислота виділяють із солей карбонатної кислоти вуглекислий газ:

СО₃^2- + 2Н⁺ = СО₂↑ + Н₂О

Виділення карбон (ІV) оксиду легко підтвердити за допомогою газовідвідної трубки, зануреної у вапняну воду Са(ОН)₂. Випадає білий осад кальцій карбонату СаСО₃. Проведенню реакції перешкоджають сульфіт-іони SО₃^2-, оскільки при дії кислот може утворюватися сульфур (ІV) оксид, який при взаємодії з Са(ОН)₂ утворює білий осад кальцій сульфіту СаSО₃. Тому перед виявленням карбонат-іонів доцільно окиснити йони SО₃^2- до йонів SО₄^2-, додаючи гідроген пероксид Н₂О₂:

SО₃^2- + Н₂О₂ = SО₄^2- + Н₂О

В и к о н а н н я. До 10 крапель розчину натрій карбонату добавляють 10 крапель 2 М розчину хлоридної кислоти. Спостерігають бурхливе виділення газу. Для дослідження цього газу у верхню частину пробірки вставляють корок з трубкою, в якій міститься 2-3 краплі вапняної води. Спостерігають її помутніння.