IV аналитикалық топтың катиондары

Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Sn (IV), As (Ш), As (V)

Катиондардың жалпы сипаттамасы

IV аналитикалық топ катиондарына р-элементтер: А1³⁺, Sn²⁺, Sn (IV), As (III,V) катиондары және d-элементтер: Zn²⁺, Cr³⁺ катиондары жатады.

Бұл иондар жоғары зарядқа және кіші радиусқа ие болады. Сондықтан поляризациялау қасиеті жоғары болады да, көптеген иондар еритін қосылыстар (гидроксидтер, фосфаттар, сульфидтер және т.б.) түзуге бейім болады.

р-элементер Sn²⁺, Sn (IV), As (III,V) иондары және d-элемент Cr³⁺ ионы аяқталмаған электрондық бұлттарымен тотығу-тотықсыздану реакциясына оңай түседі, сонымен бірге осы топ катиондарын анықтауда және жүйелік талдау жолымен бөліп алу үшін комплекс түзу ( As (III,V) т.б.) реакциясы қолданылады.

IV топ катиондарының гидроксидтері қышқыл мен сілтіде еріп, амфотерлі қасиет көрсетеді.

Бұл топтың катиондарына топтық реагент NaOH 6М қатысындағы Н₂О₂ 3% ерітіндісі болып табылады. Топтық реагент әсерінен алғашқыда катиондарға (As (III) және As (V)) басқасы сәйкесінше гидроксид тұнбаларын түзеді, олар NaOH аса көп мөлшерінде гидроксоиондар [А1(ОН)₆]^3-, [Cr(OH)₆]^3-, [Zn(OH)₄]^2-, [Sn(OH)₆]^2-, [Sn(OH)₆]^4- және оксоаниондар AsO₃^3-, AsO₄^3- түзе отырып ериді.

Ерітіндіге қосылған сутек асқын тотығы сілтілік ортада тотықтырғыш қасиет көрсетіп [Сг(ОН)₆]^3-, [Sn(OH)₆]^4- және AsO₃^3- аниондарындағы орталық иондарды жоғары тотығу дәрежесіне ауыстыруға мүмкіндік береді.

Алюминий ионының реакциялары

1.Сілтілермен реакциясы (NaOh немесе кон)

Алюминй ионы сілтілермен әрекеттесіп, іркілдек алюминий гидроксиді тұнбасын түзеді.

Бұл әрекет сатылап жүзеге асады:

А1³⁺ + ОН^- ↔ А1ОН²⁺,

АlOН²⁺ + ОН^- ↔ А1(ОН)₂⁺,

А1(ОН)₂⁺ + ОН^- ↔ А1(ОН)₃↓.

Бұл процестің жиынтық теңдеуі:

А1³⁺ + 3ОН^- ↔ Al(OH)₃↓, ЕК _Аl(ОH)з = 3,2 • 10^-34.

А1(ОН)з↓ амфотерлі қасиетке ие болады, сол сияқты оның сұйылтылған ерітіндісі келесі тепе-теңдікте болады:

I 3Н₂О II

А1³⁺ + 3ОН^- ↔ А1(ОН)₃ ↔ Н₃[А1(ОН)₆] ↔ 3Н⁺ +[Al(OH)₆]^3-

K_BOH=3,2·10^-34 K_HA=4·10^-13

А1(ОН)₃ тұнбасы қышқылда да, сілтіде де ериді:

Al(OH)₃↓ + 3Н⁺ → А1³⁺ + 3Н₂О,

А1(ОН)₃↓ + ОН^- → [А1(ОН)₄]-,

А1(ОН)₃↓ + 3ОН^- → [А1(ОН)₆]^3-

Алюминий иондарының сілтінің артық мөлшерімен өзара реакциясы катиондардың анализінің жүйелік жолмен талдау және басқа топ катиондарынан айыру үшін қолданылады.

Алюминийдің гидроксоанионы [А1(ОН)₆]^3- (күшті сілтілік ортада) тұрақты. Егер бұл ерітіндіге біртіндеп қышқыл қосса, мәселен тұз қышқылын, онда А1(ОН)₃↓ тұнбасы түзіледі:

[Аl(ОH)₆]^3- + 3Н⁺ ↔ А1(ОН)₃↓ + 3Н₂О.

Қышқылды әрі қарай қосуды жалғастырғанда алынған тұнба толығымен ериді.

[А1(ОН)₆]^3- гидроксоанионы әлсіз қышқылдың аниондары (II теңдік) сияқты гидролизденеді. Қыздырған кезде гидролиз жоғарылайды, сондай – ақ NH₄C1 кристалын қосқан кезде [А1(ОН)₆]^3- және NH₄⁺ иондардың гидролизі күшею нәтижесінде А1(ОН)з тұнбасы түзіліп, қайтымсыз процесс жүреді:

[А1(ОН)₆]^3- + 3Н₂О ↔ Н₃[А1(ОН)_б] + 3ОН,

3NH₄⁺ + 3Н₂О ↔ 3NH₃ ·H₂O + 3Н⁺,

3ОН^- +3Н⁺ ↔ 3Н₂О.

Алынған қышқыл тұрақсыз болғандықтан ыдырап кетеді:

∆

Н₃[А1(ОН)₆] → А1(ОН)₃↓ + ЗН₂О.

Қорытынды теңдеу:

[А1(ОН)₆]^3- + 3NH₄⁺ ↔ А1(ОН)₃↓ + 3NH₃H₂O.

Бұл реакция IV аналитикалық топ катиондарының жүйелік талдауында алюминий гидроксидін осы топтың басқа катиондарының гидроксо- оксоаниондарынан ажырату үшін қолданылады.