«Турнбуллевая синь» (темно-синий)

Суммарное уравнение реакции:

4Fe²⁺ +4[Fe^||| (CN)₆]^3- + XH₂O → Fe^||| [Fe ^|| (CN)₆]₃*XH₂O +[Fe^|| (CN)₆]^4-

Реакцию проводят в кислой среде.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли железа (II), прибавляют 1-2 капли раствора HCl и 2-3 капли раствора феррицианида калия К₃[Fe (CN)₆]. Раствор окрашивается в синий цвет и выделяется синий осадок «турнбуллевой сини».

• Проба на растворимость. Осадок «турнбуллевой сини» не растворяется в кислотах, но разлагается в щелочной среде.

3. Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

Fe²⁺ + S^2- → FeS↓ (черный)

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли железа (II) и прибавляют 2-3 капли раствора сульфида аммония (NH₄)₂S (или Na₂S). Выпадает черный осадок сульфида железа (II).

Реакцию проводят в нейтральной или аммиачной среде.

• Проба на растворимость. Осадок FeS растворяется в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте.

4. Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева).

Катионы Fe²⁺ с диметилглиоксимом образуют розово- красный (карминово-красный) диметилглиоксиматный комплекс железа (II) состава FeL₂, где HL – условное обозначение молекулы диметилглиоксима.

(СН₃СNOH)₂ + Fe²⁺ + 2 NH₄OH → [Fe(C₄H₇N₂O₂)₂] + NH₃ + 2 H₂O

Реактив Чугаева розово-красный комплекс

Методика. На предметное стекло поместите каплю анализируемого раствора, добавьте каплю реактива Чугаева и каплю NH₄OH.

5. Окисление Fe²⁺ в Fe³⁺. Fe²⁺ с растворами KMnO₄, К₂Сr₂О₇, HNO₃ проявляют себя как восстановитель.

6 FeSO₄ + 3 H₂SO₄ + 2 HNO₃ = 3 Fe₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + 2 NO↑

Методика. К анализируемому раствору добавьте несколько капель 2н. H₂SO₄, добавьте 1мл концентрированной азотной кислоты и нагревайте до исчезновения бурой окраски, зависящей от образования нестойкого комплекса [Fe(NO)]SO₄.

5.4. Аналитические реакции катионов железа (III) Fe³⁺.

Акво–ионы железа (III) [Fe(H₂O)₆]³⁺ в водных растворах окрашены в желтый цвет и частично гидролизованы до растворимых гидроксоаквокомплексов [Fe (ОН)_n(H₂O)_6-n]^3-n, также окрашенных в желто – бурый цвет. Поэтому водные растворы солей железа (III) имеют желтую или красновато-бурую окраску.

1.Реакция с щелочами и аммиаком.

Fe³⁺ + 3 OH^- → Fe(OH)₃↓ (красно - бурый)

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли Fe (III)и прибавляют 3-4 капли раствора NaOH. Выпадает красно – бурый осадок Fe(OH)₃.

• Проба на растворимость. Осадок Fe(OH)₃ растворим в разбавленных кислотах; но не растворяется в насыщенном растворе NH₄Cl (в отличие от белого осадка Fe(OH)₂), а также в растворах щелочей.

2. Реакция с гексацианоферратом (II) калия – с ферроцианидом калия (фармакопейная).

Катионы Fe³⁺ в кислой среде (рН≈2-3) реагируют с ферроцианидом калия с образованием темно-синего осадка «берлинской лазури» (Fe₄[Fe (CN)₆]₃*XH₂O) с переменным количеством молекул Н₂О.

4 Fe³⁺ + 3 [Fe (CN)₆]^4- + XH₂O → Fe₄[Fe (CN)₆]₃*XH₂O↓

(Темно-синий)

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли Fе (III), прибавляют 1-2 капли раствора HCl и 2 капли раствора К₄[Fe (CN)₆]. Раствор окрашивается в синий цвет и выпадает темно-синий осадок «берлинской лазури».

Осадок «берлинской лазури» неустойчив в щелочной среде, но стабилен в кислом растворе, поэтому реакцию проводят в кислой среде при рН≈2-3.

• Проба на растворимость. Осадок не растворяется в кислотах, разлагается при прибавлении раствора щелочи:

Fe₄[Fe (CN)₆]₃ + 12 OН^- → 4 Fe(OH)₃ + 3 [Fe (CN)₆]^4-

Проведению реакции мешают окислители и восстановители. Окислители окисляют ферроцианид до феррицианида, а восстановители восстанавливают Fe(III) до Fe(II).

3. Реакция с тиоционат – ионами (фармакопейная).

Катионы Fe³⁺ с тиоционат – ионами NCS^- образуют тиоционатные комплексы железа (III) красного цвета. В зависимости от соотношения концентраций реагентов могут доминировать комплексы различного состава

[Fe (NCS)_n(H₂O)_6-n]^3-n, где n=1,2,3,…,6.

Для подавления образования гидроксокомплексов, содержащих ОН^- группы, реакцию проводят в кислой среде при рН≈3.

[Fe(H₂O)₆]³⁺ + nNCS^- = [Fe (NCS)_n(H₂O)_6-n]^3-n + nH₂O

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли железа (III) и прибавляют 2-3 капли раствора тиоцианата аммония NH₄NCS или калия КNCS. Раствор окрашивается в красный цвет.

Проведению реакции мешают: окислители, восстановители, ртуть(II), фториды, иодиды, фосфаты, цитраты, тартраты и др..

Катионы Fe²⁺ не мешают.

4. Реакция с сульфосалициловой кислотой (фармакопейная).

Fe³⁺ образует с сульфосалициловой кислотой окрашенные комплексы. В зависимости от рН среды и соотношения реагирующих компонентов состав и окраска комплексов могут быть различными. Так, при рН≈2-2,5 доминируют комплексы красного цвета, при рН≈4-8 – бурого и при рН≈9-11,5 – желтого. Наиболее устойчив комплекс желтого цвета (соотношение концентрации Fe(III) и сульфосалициловой кислоты = 1:3):

Fe³⁺ + 3 L^2- = [FeL₃]^3-

Где Н₂L – условное обозначение молекулы сульфосалициловой кислоты, а L^2- - обозначение сульфосалицилат – аниона, образовавшегося из сульфосалициловой кислоты, при отщеплении двух протонов:

ОН OH

= + 2 H⁺

COO^-

НО₃S COOH O₃S

H₂L L^2- (сульфосалицилат – анион)

По-видимому, при рН≈2-2,5 образующийся красный комплекс содержит железо (III) и L^2- в мольном соотношении 1:1, при рН=4 – 8 бурый комплекс – в мольном соотношении 1:2.

Методика. В пробирку вносят ~5 капель раствора соли Fe (III), прибавляют ~ 10 капель раствора сульфосалициловой кислоты и ~ 0,5 мл концентрированного раствора аммиака. Раствор принимает желтую окраску.

Если вместо раствора аммиака прибавить ~1 мл раствора HCl (1:1), то получают не желтый, а красный раствор.

Сходные реакции катионы Fe³⁺ дают и с салициловой кислотой.

5. Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

2 Fe³⁺ + 3 S^2- → Fe₂S₃↓ (черный)

Реакцию проводят в нейтральной или слабоаммиачной средах.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли Fe(III) и прибавляют 2-3 капли раствора сульфида аммония (NH₄)₂S или (Na₂S) либо сероводородной воды. Выделяется черный осадок сульфида железа (III)

• Проба на растворимость. Осадок растворяется в минеральных кислотах.

6. Реакция с гидрофосфатом натрия.

Гидрофосфат натрия Na₂HPO₄ образует с Fe³⁺ бледно-желтый осадок FePO₄, растворимый в сильных кислотах, но нерастворимый в уксусной кислоте (испытать!).

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли Fe(III), прибавляют раствор Na₂HPO₄. Выпадает бледно-желтый осадок FePO₄:

Fe³⁺ + 2 HPO₄^2- = FePO₄ + H₂PO₄^-.

7. Карбонаты щелочных металлов и аммония образуют бурый осадок основных солей, которые при кипячении превращаются в гидроокись.

Другие реакции катионов Fe³⁺. Катионы Fe³⁺ при реакции с ферроном (7-иод-8-оксихинолин-5-сульфоновой кислотой) в кислой среде (рН≈2,6) образуют комплексы зеленого цвета; при реакции с тайроном (1,2-диокси-3,5-дисульфобензолом) – комплексы синего цвета, изменяющие окраску на красную в щелочной среде; при реакции с купфероном – красный осадок купфероната железа (III) и т.д.