Ііі аналітична група катіонів

До ІІІ-ої аналітичної групи катіонів відносяться катіони Алюмінію Аl³⁺, Хрому Cr³⁺, Феруму Fe³⁺, Fe²⁺, Мангану Мn²⁺, Цинку Zn²⁺, Ніколу Ni²⁺, Кобальту Со²⁺ .

Сульфіди катіонів ІІІ групи нерозчинні у воді, але розчинні у розведених кислотах. Це відрізняє ІІІ групу від ІV і V груп катіонів, сульфіди яких нерозчинні в кислотах. Груповим реагентом ІІІ групи катіонів являється діамоній сульфід (NН₄)₂S, який осаджує катіони Fe³⁺, Fe²⁺, Мn²⁺ і Zn²⁺ в вигляді сульфідів, а катіони Аl³⁺ в вигляді гідроксиду Аl(ОН)₃ внаслідок гідролізу.

Розчини солей катіонів ІІІ групи в результаті гідролізу мають кислу реакцію, а в кислому середовищі осади сульфідів і Аl(ОН)₃ не утворюються, тому для нейтралізації кислотного середовища до розчину додають амоній гідроксид NН₄ОН до слабо лужної реакції.

Реакції катіона Al ³⁺

Дія їдких лугів. При додаванні до розчину Al₂ ( SO₄)₃ невеликої кількості розчину NH₄OH спостерігається утворення білого аморфного осаду Al(OH)₃ :

Al₂ (SO₄)₃ +6 NH₄OH=2 Al (OH) ₃↓+3(NH₄)₂SO₄

Реакції катіона Fe³⁺

1. Дія їдких лугів. Якщо до розчину FeCl₃ долити розчини NaOH, KOH або NH₄OH, утворюється осад Fe (OH)₃ червоно-бурого кольору.

Fe³⁺+3OH^- =Fe(OH)₃↓

2. Дія калій гексаціаноферрату (II) К₄ [ Fe (CN)₆] . При додаванні до розчину FeCl₃ розчину калій гексаціаноферрату спостерігається утворення темно-синього осаду ”берлінської блакиті” .

4FeCL₃ +3 К₄ [Fe (CN) ₆] =Fe₄ [Fe (CN) ₆] ₃ + 12KCl

3. Дія роданистих солей NH₄CNS або KCNS. При додаванні до розчину FeCL₃ рівного об^’єму NH₄CNS, утворюється криваво-червоний розчин роданіду заліза :

FeCl₃ +3NH₄ CNS → Fe (CNS) ₃+3NH₄Cl

Реакція катіона Fe²⁺

1. Дія калій гексаціаноферрату ( III) K₃ [ Fe(CN)₆ ]. Якщо до розчину FeSO₄ долити розчин K₃[Fе(CN)₆], спостерігається утворення темно-синього осаду ”турнбульової сині” .

3 FeSO₄ +2 K₃ [Fe (CN) ₆] =Fe₃ [Fe (CN) ₆]₂ + 3K₂ SO₄

2. Окиснення Fe²⁺ до Fe³⁺ . При додованні до лужного розчину FeSO₄ кількох крапель 3% -ного H₂O₂, спостерігається швидке перетворення грязно-зеленого осаду Fe(OH)₂ в червоно-бурий осад Fe(OH)₃ .

2 FeSO₄ +4 NaOH + H₂O₂ = Fe(OH)₃ +2Na₂SO₄

Цю реакцією здійснюють в ході аналізу катіонів III групи при відділенні Fe²⁺ від катіонів Al³⁺ і Zn²⁺ .

3. Окиснення Mn²⁺ до аніона MnO₄ ^_. Катіон Mn²⁺ безбарвний, аніон MnO₄ ^– має малинове забарвлення . В якості окисника використовують диоксид свинцю PbO₂ або сурику Pb₃O₄ . Окиснення проводять в азотнокислому середовищі при нагріванні, причому, досліджуваної речовини (Mn²⁺) беруть дуже мало (тільки ополіскують пробірку). Розчин над осадом забарвлюється в малиновий колір внаслідок утворення марганцевої кислоти HMnO₄ .

Pb₃O₄ +4HNO₃=PbO₂ +2Pb(NO₃)₂ +2H₂O

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 6HNO₃ =2HMnO₄ + 2PbSO₄ +3Pb(NO₃)₂ +2H₂O

Контрольні запитання для самостійної роботи

1. Дати визначення катіона. Навести приклади катіонів.

2. Вказати, що лежить у основі поділу катіонів на аналітичні групи.

3. Які катіони відносяться до першої аналітичної групи катіонів?

4. Написати рівняння основних якісних реакцій на катіони І аналітичної групи.

5. Які катіони відносяться до ІІ аналітичної групи?

6. Чим відрізняється друга аналітична група катіонів від першої?

7. Назвати груповий реагент на катіони ІІ групи.

8. Написати рівняння характерних реакцій на катіони ІІ групи.

9. Які катіони відносяться до ІІІ аналітичної групи?

10. Назвати груповий реагент на катіони ІІІ групи.

11. Чим відрізняється ІІІ група катіонів від інших груп?

12. Написати рівняння характерних реакцій на катіони ІІІ групи.