Характерные реакции катионов кобальта

Наиболее устойчивы соединения, в которых кобальт имеет степень окисления +2. Безводные соли Co(II) – синего или зелёного цвета, кристаллогидраты – розового. Поэтому, при разбавлении цвет раствора меняется.

1. Реакция с тиоцианатом аммония (калия).

NH₄SCN с катионами Сo²⁺ образует комплексную соль, синего цвета:

Сo²⁺ + 4SCN^- ⇆ [Co(SCN)₄]^2-

При проведении реакции надо брать избыток сухого тиоцианата из-за малой устойчивости образующегося комплекса. При добавлении амилового спирта или его смеси с эфиром и встряхивании, комплекс экстрагируется в слой органического растворителя. Мешают ионы Fe³⁺. Последние маскируют фторид- или фосфат-ионами.

Выполнение реакции. К подкисленному раствору соли Сo²⁺ добавить до насыщения сухой NH₄SCN, примерно 0,5 мл амилового (изоамилового) спирта и хорошо встряхнуть. Что наблюдается? Провести открытие Сo²⁺ в присутствии Fe³⁺ с маскировкой последнего.

Характерные реакции катионов никеля

Наиболее устойчивы соединения Ni(II). Водные растворы солей никеля имеют светло-зелёную окраску, обусловленную гидратированными ионами [Ni(OH₂)₆]²⁺.

1. Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева).

Диметилглиоксим (I) образует с ионами Ni²⁺ в интервале рН 5–10 малорастворимое в воде внутрикомплексное соединение красного цвета (II):

I	II

Малая растворимость диметилглиоксимата никеля в воде связана с тем, что комплекс не гидратирован в координационной сфере никеля.

Это наиболее характерная реакция на катион никеля, предел обнаружения никеля – 3,2 мкг. Мешают Fe²⁺. Их можно предварительно окислить пероксидом водорода и замаскировать Fe³⁺ фторид-ионами.

Выполнение реакции.

а) В пробирке смешать равные объёмы соли никеля и реагента. Добавить раствор аммиака по каплям до рН 8–9. Что наблюдается?

б) На полоску фильтровальной бумаги нанести каплю Na₂HPO₄, затем каплю исследуемой соли и снова каплю гидрофосфата. После этого обвести пятно по периферии капилляром с раствором диметилглиоксима и обработать порами аммиака. В присутствии Ni²⁺ образуется розовое пятно или кольцо. Роль Na₂HPO₄ заключается в образовании малорастворимых фосфатов мешающих ионов. Более растворимый фосфат никеля диффундирует на периферию, где и открывается.

Характерные реакции катионов кадмия

Кадмий образует только один ряд соединений, в которых проявляет степень окисления +2. Ион кадмия бесцветен.

1. Реакция с сероводородом.

H₂S при рН > 1 образует с Cd²⁺ жёлтый осадок сульфида, нерастворимый в едких щелочах и сульфиде натрия. Растворение происходит в концентрированной соляной и азотной кислотах:

CdS↓ + 4HCl ⇆ H₂CdCl₄ + H₂S↑

3CdS↓ + 2NO₃^- + 8H⁺ → 3Cd²⁺ + 2NO↑ + 3S↓ + 4H₂O

Выполнение реакции. Пропустить сероводород через раствор соли Cd²⁺ в пробирке. Наблюдать образование осадка. Испытать его растворимость в растворах кислот при комнатной температуре и при нагревании. Сделать вывод.

Ход анализа смеси катионов VI группы

Рационально открывать катионы VI группы из смеси дробным методом, используя характерные реакции. Прежде всего, обратить внимание на цвет раствора, рН, наличие и цвет осадка. Сделать предварительные выводы. Рекомендации для дробного анализа смеси приведены ниже.

1. Открытие катионов Cu²⁺. Можно проводить капельной реакцией с KI или пробирочной с K₄[Fe(CN)₆].

2. Открытие катионов Hg²⁺. При отсутствии Cu²⁺ – капельной реакцией с KI. В присутствии Cu²⁺ – восстановление Hg²⁺ на медной пластинке.

3. Открытие катионов Ni²⁺. Реакцией с реактивом Чугаева.

4. Открытие катионов Co²⁺. Реакция с KNO₂ в уксуснокислой среде. При отсутствии Cu²⁺ – реакция с NH₄SCN.

5. Открытие катионов Cd²⁺. Отделение катионов Cd²⁺ от остальных катионов VI группы путём кипячения части раствора с несколькими кристалликами Na₂S₂O₃ в кислой среде. Фильтрование и открытие катионов Cd²⁺ в растворе действием сероводородной воды.