Глава 1 Качественный анализ (кислотно-основная классификация).

Аналитические реакции катионов I группы: Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺.

I аналитическая группа характеризуется отсутствием группового реагента, т.е. реактива, способного осаждать все катионы этой группы из их растворов.

Качественные реакции катионов Li⁺

1. Реакция с двузамещенным гидрофосфатом натрия (рН≥7). Для полноты осаждения добавляют этанол.

3Li⁺ + HPO₄^2- = Li₃PO₄↓ бел. (р.- мин. к-ты, аммиак) + H⁺

2. Реакция с растворимыми карбонатами. (рН≥7)

2Li⁺ + CO₃^2- = Li₂CO₃ ↓ бел. (р.- мин. к-ты)

3. Реакция с растворимыми фторидами.

Li⁺ + F^- = LiF ↓бел. (р.- уксусн. к-та)

4*. Реакция с феррипериодатом калия. (рН≥7)

Li⁺ + K₂[FeIO₆]= K⁺ + LiK[FeIO₆] ↓ бел.-желт. (р.- мин. к-ты)

5. Окрашивание пламени газовой горелки - в карминово-красный цвет.

6. Флуоресцентная реакция с 8-оксихинолином: в УФ-спектре флуоресцирует голубым светом: С₉Н₆NOH + Li+=С₉Н₆NOLi (красный)

Качественные реакции катионов Na⁺

1.Реакция с дигидроантимонатом калия (или гексагидроксостибатом (V) калия). Реакция применяется для осаждения ионов натрия из сыворотки крови или плазмы при йодометрическом определении натрия в крови.

Na⁺+ KH₂SbO₄ = NaH₂SbO₄↓ + K⁺

Na⁺ + [Sb (OH)₆]^- = Na[Sb (OH)₆]↓ бел. крист., (р.- мин. к-ты)

2*. Микрокристаллическая реакция с цинкуранилацетатом

Na⁺ + Zn(UO₂)₃(CH₃COO)₈ +CH₃COO^- + 9Н₂О = NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉9H₂O↓

желт. октаэдрич. крист., (р.- уксусн. к-та)

3*. Окрашивание пламени газовой горелки - в желтый цвет

Качественные реакции К⁺

1*. Реакция с гидротартратом натрия или (винной кислотой) в присутствии ацетата натрия. (рН=7)

К⁺ + NaHC₄Н₄O₆ = KHC₄H₄O₆ ↓ бел. крист., (р.- мин. к-ты)+ Na⁺

2*. Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (рН любая кроме сильных кислот и сильных щелочей, т.к. реагент разлагается)

2К⁺ + Na₃[Co(NO₂)₆] = K₂Na[Co(NO₂)₆] ↓ желт. крист., (р.- мин. к-ты)+ 2Na⁺

3. Реакция с гексанитрокупратом (II) натрия и свинца.

2К⁺ + Na₂Pb[Cu(NO₂)₆] = K₂Pb[Cu(NO₂)₆] ↓ черн. кубические крист. + 2Na⁺

4*. Окрашивание пламени газовой горелки - в фиолетовый цвет.

Качественные реакции катионов NH₄⁺

Все реакции обнаружения катионов Li⁺, Na⁺, K⁺ возможны только после выделения NH₄⁺.

1*.Разложение солей аммония щелочами .

NH₄⁺ + OH^- = NH₃↑ + H₂O

Пары аммиака окрашивают красную лакмусовую влажную бумагу в синий цвет. Фенолфталеиновую – в красный.

2*.Реакция с реактивом Несслера

NH₄⁺ + 2[HgI₄]^2- + 4OH^-= [OНg₂NH₂]I] ↓крас-бурый., (р.- мин. к-ты) + 7I^- + 3H₂O

Аналитические реакции катионов II группы: Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺.

Групповой реагент – раствор нCl

Качественные реакции катионов Ag+

1*.Реакция с растворимыми хлоридами. Бромидами, йодидами

Ag⁺ + Cl^- = AgCl ↓ (бел, р.-в NH₃ )

Ag⁺ + Br^- = AgBr ↓ (св-желт, ч. р.-в NH₃)

Ag⁺ + I^- = AgI ↓ (желт, н.р.-в NH₃)

2. Реакция с хромат - ионами CrО₄^2- (рН=7)

2Ag⁺ + CrО₄^2- = Ag₂CrO₄ ↓ (кирпично-красн., р.- в NH₃, образуя[Ag(NH₃)₂]₂CrO₄).

3. Реакция со щелочами и гидрофосфатом натрия.

2 Ag⁺ + 2 OH^- = Ag₂O ↓ (бур. или черн.) + Н₂О

3 Ag⁺ + 2 HPO₄^2- = Ag₃PO₄ ↓ (желтоватый) + H₂PO₄^-

4.* Реакция серебряного зеркала – с формальдегидом.

Ag⁺ + NH₃H₂O = AgOH ↓ + NH₄⁺

2AgOH = Ag₂O + HOH

Ag₂O + 4NH₃ + HOH = 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2OH^-

2[Ag(NH₃)₂]⁺ + HCHO + 2HOH = 2Ag + 2NH₄⁺ + HCOONH₄ + NH₃H₂O

На стенках пробирки тонкий блестящий зеркальный слой металлического Ag.

5. Микрокристаллическая реакция с K₂Cr₂O₇.

2 Ag⁺ + K₂Cr₂O₇ = Ag₂Cr₂O₇ ↓ (крас.-бур или оранж. кристалы)+ 2 K⁺

6. Ag⁺ + H₂S = Ag₂S↓ (черно-корич.);

7. Ag⁺+ Na₂S₂O₃ – Ag₂S₂O₃ ↓ ( бел, р.- в избытке реактива )

Качественные реакции катионов Hg₂²⁺.

1. Реакция с соляной кислотой и хлорид – ионами.

Hg₂²⁺ + 2Cl^- = Hg₂Cl₂ ↓ (каломель – бел. постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной металлической ртути:

Hg₂Cl₂ = HgCl₂ + Hg., р.- в HNO_{3 конц.},

алогично при действии аммиака:

Hg₂Cl₂ + 2 NH₄OH = [NH₂Hg]Cl ↓ + Hg + NH₄Cl + 2 H₂O)

2. Восстановление Hg₂²⁺ до металлической ртути хлоридом олова (II).

Hg₂(NO₃)₂ + SnCl₂ = Hg₂Cl₂ ↓ (каломель – бел. постепенно чернеет) + Sn(NO₃)₂

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ = 2Hg + SnCl₄

3. Восстановление Hg₂²⁺ металлической медью.

Hg₂²⁺ + Cu → 2Hg + Cu²⁺

4. Реакция с водным раствором аммиака.

2Hg₂(NO₃)₂ + 4 NH₃ + H₂O = [OНg₂NH₂]NO₃ ↓ (черн.) + 2Hg +3NH₄NO₃.

5. Реакция со щелочами.

Hg₂²⁺ + 2OH^- = Hg₂O ↓(черн, р.- в HNO_{3 конц} и конц. уксусн. к-те) + H₂O

6*. Реакция с йодидами.

Hg₂(NO₃)₂ +2KI = Hg₂I₂↓ (желто-зелен., в изб. KI переходит в черный) + 2KNO₃

Hg₂I₂ +2I^- =[ HgI₄]^2- + Hg.

7*. Реакция с хромат – ионами.

Hg₂²⁺ + CrO₄^2- = Hg₂CrO₄ ↓ (красный, р.- в HNO₃)

Качественные реакции катионов Pb²⁺.

1. Реакция с хлорид – ионами.

Pb²⁺ + 2Сl^- = PbCl₂ ↓ (бел., р.- при нагревании с водой, при охлажде опять в ↓ )

2*. Реакция с йодид – ионами (реакция «золотого дождя»)

Pb²⁺ + 2I^- = PbI₂ ↓ (при охлаждении желтые чешуйчатые кристаллы, р- в изб KI)

3. Реакция с хромат - и дихромат – ионами.

Pb²⁺ + CrO₄^2- = PbCrO₄ ↓ (желтый)

2 Pb²⁺ + Cr₂O₇^2- + 2 СН₃СОО^- + НОН = 2 PbCrO₄ ↓ + 2 СН₃СООН

4. Реакция с сульфат – ионами.

Pb²⁺ + SO₄^2- = Pb SO₄ ↓ (белый)

Проведению реакции мешают катионы образующие мало растворимые сульфаты (Са²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺, Hg₂²⁺ и др.).

5*. Реакция с сульфид – ионами.

Pb²⁺ + S^2- = PbS ↓ (черн., р.- в НNO₃)

6. Реакция с родизонатом натрия Na₂C₆O₆.

Катионы свинца образуют с родизонатом Na окрашенный комплекс синего цвета (Pb₃(C₆O₆)₂(OH)₂), который в слабокислой среде (рН = 2,8) изменяет окраску на красную.

Аналитические реакции катионов III группы: Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺.