Перша аналітична група катіонів Загальна характеристика катіонів першої аналітичної групи
Груповий реактив відсутній, оскільки майже всі сполуки Na+ ,K+ ,NH4+ катіонів розчинні у воді.
Na+ ,K+ - катіони утворені хімічними елементами І групи головної підгрупи періодичної таблиці Д.І.Менделєєва. Це s – елементи. Типові елементи метали, атоми яких мають великий радіус і низькі енергетичні характеристики. Тому атоми їх є сильними відновниками, легко утворюють Na+ ,K+ іони, які мають електронну формулу ... ns2 nр6. Така конструкція стійка, тому для натрію та калія катіонів
Характерні:
Стехіометрична валентність І,
Ступінь окиснення + 1
Заряд йонів 1+
Оксиди:
Типу Е2О, основний характер
Гідроксиди :
Типу ЕОН; NaОН , КОН – білі , тверді, гігроскопічні, їдкі, легкоплавкі. Водні розчини сильні основи ( луги )
Солі :
Розчинні у воді, безбарвні.
Солі натрію та калію та аніонів сильних кислот не гідролізують, мають нейтральну реакцію середовища.
Солі натрію та калію та аніонів слабких кислот у водних розчинах гідролізують, мають лужну реакцію середовища.
Комплексний йон NН4+ має радіус близький до радіуса К+ - катіона. Розчин амоніаку – слабка основа. Більшість солей катіона NН4+ розчинна у воді. Всі розчинні у воді солі амонію гідролізують з утворенням кислого (хлориду амонію ) лужного ( карбонату амонію ), або нейтрального ( ацетату амонію ) середовища. Солі амоній катіона леткі; або за звичайних умов, або при нагріванні.
NН4+ - катіон у розчинах відновник. На відміну від Na+ і К+ катіона, для амоній катіона характерні реакції комплексоутворення:
Аg2О + 4NН4ОН → 2 [Аg( NН3)2]ОН + 3 Н2О
Реакції Na+- катіона
Більшість солей натрій катіона добре розчиняється у воді, але є і не розчинні солі наприклад, Na [Ѕb(ОН)6] – натрій гексагідроксостібіат ( У ), NaZn(UО2)3(СН3СОО)9* 9Н2О - натрій цинктриураніл нонаацетат - вода (1/9)
Характерні реакції Na+
1. Реакція забарвлення полум’я
Солі натрію забарвлюють безбарвне полум’я пальника у жовтий колір. Реакція дуже чутлива, фармакопейна.
2. Реакція з калій гексагідроксостібіатом ( У) К [Ѕb(ОН)6]
Na+ + [Ѕb(ОН)6]- = Na [Ѕb(ОН)6]↓ білий кристалічний осад
Реакція малочутлива
Умови : Достатня концентрація натрію, нейтральне або лужне середовище, понижена температура, наявність центрів кристалізації, відсутність йонів амонію та магнію.
3. Мікрокристалоскопічна реакція
Мg (UО2)3(СН3СОО)8 – магній триураніл октаацетат з Na+ катіоном утворює блідожовтий осад
Na+ + Мg (UО2)3(СН3СОО)8 + СН3СОО- + 6,5 Н2О→
Na Мg (UО2)3(СН3СОО)9* 6,5Н2О↓
Умови : Нейтральне або слабко ацетатнокисле середовище, наявність центрів кристалізації, відсутність іонів літію, калію, амонію, купруму та барію.
Реакції К +- катіона
Переважна більшість солей калію розчинні у воді. З нерозчинних солей слід відмітити :
К3[ Со (NО2)6], КНС4Н4О6, К2[РtСІ6], КСІО4, КІО4.
Характерні реакції К +
1. Na3[ Со (NО2)6] натрій гексанітрокобальтат ( ІІІ ) з К+ - катіоном утворює жовтий кристалічний осад
2К+ + Na+ + [ Со (NО2)6]3-→ К2 Na[ Со (NО2)6]↓
Умови: Достатня концентрація К+, нейтральне або ацетатнокисле середовище, відсутність іонів амонію, меркурію ( І ), вісмуту, феруму ( ІІІ ), свіжоприготовлений розчин реактива, внесення центрів кристалізації.
2. NaНС4Н4О6 – натрій гідрогентартрат з К+ - катіоном утворює білий кристалічний осад
К+ + НС4Н4О6- = КНС4Н4О6↓
Умови : Достатня концентрація К+, проведення реакції на холоді, нейтральне середовище, наявність центрів кристалізації, відсутність іонів амонію, кальцію, барію, феруму ( ІІІ ), відсутність окисників.
3. Реакція на забарвлення полум’я
Солі калію забарвлюють безбарвне полум’я пальника в фіолетовий колір.
Реакції NН4+ - катіона
Переважна більшість солей амонію розчинні у воді. З нерозчинних солей слід відмітити :
(NН4) 2 Na [ Со (NО2)6], NН4НС4Н4О6, (NН4) 2[РtСІ6].
У водних розчинах амоній – йон безбарвний.
Характерні реакції NН4+
1. Сильні основи – луги (NаОН, КОН )
За нагріванням з NН4+ розкладають його з виділенням NН3
NН4СІ + NаОН = NаСІ + NН4ОН
NН4ОН = NН3↑ + Н2О
Умови : лужна реакція розчину, нагрівання. Реакція специфічна, фармакопейна
2. Реактив Неслера К2[НgІ4] – дикалій тетрайодомеркурат у суміші з гідроксидом калію утворює червоно –бурий осад [Нg2ОNН2] – йодид основи Мілона.
Нg
2 К2[НgІ4] +4 КОН + NН4СІ ↔ О NН2 І ↓ + 3 Н2О + 7КІ + КСІ
Нg
2 [НgІ4]2- + 4ОН- + NН4+ = [ ОНg2 NН2]І↓ + 3 Н2О + 7І-
Умови : Лужне середовище , надлишок реактиву, відсутність хрому, феруму( ІІІ ), кобальту та нікелю. Реакція дуже чутлива, інтенсивність осаду залежить від кількості амонію