5.1.2. Дія загальних реагентів

5.1.2.1. Реакція з розчином NH₃. При дії розчину амоніаку на розчини катіонів IV аналітичної групи також утворюються осади гідроксидів алюмінію, стануму, хрому. Іони цинку в надлишку аміаку розчиняються з утворенням комплексних іонів [Zn(NH₃)₄]²⁺ і [Zn(NH₃)₆] ²⁺:

Zn(OH)₂ + 4NH₄OH = [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

Положення рівноваги між цими двома комплексними іонами залежить від концентрації аміаку в розчині.

Іони AsO₄^3- та AsO₃^3- при дії NH₄OH осадів не утворюють.

Всі осади гідроксидів розчинні в оцтовій та розбавлених мінеральних кислотах.

Виконання реакції

В ряд пробірок вносять по 2-3 краплі розчинів солей алюмінію, цинку, хрому (III), стануму (II і IV), в кожну з пробірок додають при перемішуванні по 2-3 краплі концентрованого розчину аміаку та спостерігають випадання осадів гідроксидів алюмінію, хрому, стануму.

5.1.2.2. Натрій карбонат Na₂CO₃ та амоній карбонат (NH₄)₂CO₃ осаджують іони Al ³⁺,Cr ³⁺, Sn ²⁺та Sn ⁴⁺ у вигляді відповідних гідроксидів, карбонати цих елементів повністю гідролізують у водних розчинах:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃= Al₂(CO₃)₃ + 6NaCl

Al₂(CO₃)₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 3CO₂ або загалом

2AlCl ₃ + 3Na ₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

2CrCl ₃ + 3Na ₂CO₃ + 3H₂O = 2Cr(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

SnCl₂+ Na₂CO₃ +H₂O =Sn(OH)₂ + 2NaCl + CO₂

SnCl₄ + 2Na₂CO₃ + 2H₂O =Sn(OH)₄ + 4NaCl + 2CO₂

2ZnCl ₂ + 2Na₂CO₃+ H₂O =Zn₂(OH)₂CO₃ + 4NaCl + CO₂

Осад Zn₂(OH)₂CO₃ розчиняється в надлишку (NH₄)₂CO₃, в оцтовій та розбавлених мінеральних кислотах.

Іони AsO₃^3- та AsO ₄^3- з карбонатами осадів не утворюють.

5.1.2.3. Натрій гідрофосфат Na₂HPO₄ утворює з іонами Al³⁺, Zn ²⁺, Sn²⁺ та Sn⁴⁺ білі, а з Cr³⁺ – зеленуватий осади середніх фосфатів:

AlCl₃ + 2Na₂HPO₄ =AlPO₄ +NaH₂PO₄ + 3NaCl

CrCl₃ + 2Na₂HPO₄ = CrPO₄ + NaH₂PO₄ + 3NaCl

3ZnCl₂ + 4Na₂HPO₄ = Zn₃(PO₄)₂ + 2NaH₂PO₄ + 6NaCl

3SnCl₂ + 4Na₂HPO₄ =Sn₃(PO ₄)₂ + 2NaH₂PO₄ + 6NaCl

3SnCl₄ + 8Na₂HPO₄ = Sn₃(PO₄)₂ + 4NaH₂PO₄ + 12NaCl

Іони AsO₃^3- та AsO₄^3-- з Na₂HPO₄ осадів не утворюють.

Осади AlPO₄ та CrPO₄ нерозчинні в оцтовій кислоті, однак добре розчинні в розбавлених мінеральних кислотах та розчинах лугів. Осад Zn₃(PO₄)₂ розчинний в оцтовій та мінеральних кислотах, а також у розчинах лугів та гідроксиду амонію.

5.1.3. Характерні реакції на іони Cr³⁺

5.1.3.1. Окиснення хром (ііі)-катіона до Сr(vі) різними окисниками.

Для йона Сr³⁺ характерні реакції окиснення в лужному середовищі до хромат (VI)-іона СrО₄^2– жовтого кольору, в кислому середовищі – до дихромат (VI)-іона Сr₂О₇^2– оранжевого кольору. Вони найчастіше використовуються для виявлення іонів Сr³⁺.

5.1.3.1.1. Окиснення йонів Сr³⁺ в лужному середовищі

У лужному середовищі для окиснення Сr³⁺ використовують пероксид водню Н₂О₂, пероксид натрію Nа₂О₂, бромну воду (розчин Вr₂ у воді ), хлорну воду (розчин Сl₂ у воді ) та інші.

Найчастіше окиснення іонів Сr ³⁺ до хромат-іонів у лужному середовищі проводять за допомогою пероксиду водню:

2CrCl₃ + 3H₂O₂ + 10NaOH = 2Na₂CrO₄ + 6NaCl + 8H₂O

Реакцію проводять за наявності надлишку NаОН у розчині.

Виконання реакції

До 2-3 крапель розчину солі хрому(III) додати краплями 2М розчин NаОН до повного розчинення хром (ІІІ) гідроксиду, 2-3 краплі 3%-го розчину Н₂О₂ і нагріти на водяній бані до утворення жовтого забарвлення.

5.1.3.1.2. Окиснення йонів Сr³⁺ в кислому середовищі

Для окиснення Cr³⁺ до дихромат -іонів Cr₂O₇²- у кислому середовищі треба використовувати сильні окиснювачі – персульфат амонію (NH₄)₂S₂O₈, KMnO₄, Н₂О₂, Na₂O₂, вісмутат натрію NaBiO₃ та ін.

В кислому середовищі аніони СrO₄^2– і Сr₂О₇^2– окиснюються, наприклад, гідроген пероксидом Н₂О₂, до сполуки СrO₅ – хром (VI) монооксид-дипероксид (Сr(О₂)₂О), яка має інтенсивно-синє забарвлення:

Cr₂О₇^2– + 4Н₂О₂ + 2H⁺→ 2CrO₅ + 5H₂O.

Ця реакція дуже чутлива і характерна для виявлення хрому. Для підсилення інтенсивності забарвлення СrO₅ екстрагують в органічний розчинник. В органічних розчинниках СrO₅ більш стійкий, ніж у водних розчинах. Виявлення хром(ІІІ)-катіона з використанням органічного розчинника можна проводити при наявності катіонів інших аналітичних груп.

Виконання реакції

У пробірку внести краплю 2М розчину HNO₃, 2 краплі 0,1 н розчину AgNO₃, 5 крапель 50%-го розчину (NH₄)₂S₂O₈, додати 2 краплі розчину солі хрому (ІІІ) і нагріти. Спостерігають забарвлення розчину в оранжевий колір.

Наявність іонів Сr₂O₇^2- підтверджують реакцією одержання надхромової кислоти Н₂СrO₆ (утворюється при розчиненні СrO₅ у воді). Для цього до 2-3 краплин розчину, що отримали, додати 5 крапель Н₂О₂, 5 крапель (0,5 мл) 1М розчину H₂SО₄ до кислої реакції і 5 крапель амілового спирту. Вміст пробірки злегка струсити; за наявності іонів Сr₂O₇^2- верхній органічний шар забарвлюється в синій колір внаслідок утворення хром пероксиду СrO₅.