3. Удаление катионов аммония и проверка на полноту удаления.
Так как катионы NH4+ мешают открытию ионов К+, их удаляют из раствора. Примерно 1 мл смеси помещают в фарфоровую чашку и выпаривают досуха. Сухой остаток смачивают раствором HCl, выпаривают и прокаливают до полного прекращения выделения белого «дыма»:
NH4+ ⇆ NH3↑ + H+.
Для проверки полноты его удаления несколько кристаллов сухого остатка растворяют на часовом стекле и добавляют 2–3 капли реактива Несслера. Реакция отрицательна, если не появляется даже слабая жёлтая окраска. Если реакция положительна, всё повторяют до полного удаления NH4+.
4. Обнаружение катионов калия.
Растворяют сухой остаток после полного удаления NH4+ в небольшом объёме воды и проверяют наличие катионов калия реагентом Na3[Co(NO2)6] при рН 4–5.
II группа катионов
Групповым реагентом для второй группы катионов является раствор соляной кислоты, осаждающий хлориды серебра, свинца, ртути, отличающиеся по своей растворимости в воде. Нитрат-, нитрит- и ацетат-ионы с катионами второй группы образуют растворимые в воде соли, а с хлорид-, бромид-, иодид-, сульфид-, карбонат-, фосфат-, хромат-, силикат-ионами – малорастворимые соединения.
Общие реакции катионов второй группы
1. Реакция с соляной кислотой, свойства хлоридов.
Растворы HCl и хлоридов осаждают катионы серебра, свинца и ртути по общему уравнению:
Men+ + nCl- ⇆ MeCln↓
Следует избегать большого избытка группового реагента для предотвращения частичного растворения хлоридов вследствие образования комплексов типа: [PbCl3]-, [PbCl4]2-, [AgCl2]-, [HgCl2]-.
Осадок хлорида свинца – кристаллический, белого цвета, частично растворим в холодной воде. Этим пользуются для отделения хлорида свинца от хлоридов серебра и ртути.
Осадок хлорида серебра – белый, творожистый, темнеющий на свету вследствие разложения, в воде практически нерастворим (ПРAgCl = 1,78·10-10).
Легко растворяется в растворе аммиака:
↓AgCl + 2NH3 ⇆ [Ag(NH3)2]+ + Cl-.
Добавление кислоты или иодида калия к полученному аммиачному комплексу смещает равновесие в обратную сторону:
[Ag(NH3)2]+ + 2H+ + Cl- ⇆ 2NH4+ + AgCl↓,
[Ag(NH3)2]+ + I- ⇆ AgI↓ + 2NH3(р-р).
Hg2Cl2
– белый малорастворимый в воде осадок
(
= 1,32·10-18). Под действием аммиака
чернеет вследствие диспропорционирования
Hg22+ до
аминохлорида ртути(II)
HgNH2Cl
(хлорид меркураммония) и выделения
металлической ртути:
Hg2Cl2 + 2NH3(р-р) ⇆ HgNH2Cl↓ + Hg0↓ + NH4+ + Cl-.
Выполнение реакции. К нескольким каплям растворов солей Pb2+, Ag+, Hg22+ добавить по 1,5-кратному избытку раствора соляной кислоты. Рассмотреть внешний вид образовавшихся осадков. Разделить каждый на две пробирки и проверить действие нагревания и раствора аммиака. Сделать вывод о разделении катионов II группы на основе свойств хлоридов. Разделить раствор аммиаката серебра на 2 пробирки: в одну прилить раствор HNO3 до кислой реакции, в другую – раствор KI.
2. Реакции с едкими щелочами.
Растворы едких щелочей с катионами II группы образуют осадки гидроксидов:
Men+ + nOH- ⇆ Me(OH)n↓.
AgOH и Hg2(OH)2 неустойчивы и моментально разлагаются:
2AgOH ⇆ Ag2O + H2O,
Hg2(OH)2 ⇆ Hg2O + H2O.
Pb(OH)2 обладает амфотерными свойствами и растворяется при действии кислот и щелочей.
↓Pb(OH)2 + 2H+ ⇆ Pb2+ + 2H2O,
↓Pb(OH)2 + 2OH- ⇆ [Pb(OH)4]2-.
Оксид серебра Ag2O бурого цвета, растворяется в аммиаке с образованием аммиаката [Ag(NH3)2]+. Оксид ртути Hg2O чёрного цвета.
Выполнение реакции. К нескольким каплям растворов солей катионов II группы добавлять по каплям раствор NaOH. Наблюдать образование осадков. Изучить действие на них избытка щёлочи и раствора аммиака.