6.1 Экспериментальная часть

Реакции иона меди

6.1.1 Реакция с аммиаком

К 3 – 4 каплям раствора CuSО₄ прибавляют 2 – 3 капли концентрированного аммиака, при этом выпадает сине-зеленый осадок основной соли меди:

2CuSО₄ + 2NН₃ + 2НОН  Cu₂(ОН)₂SО₄ + 2NН₄⁺ + SО₄^2-

При действии избытка аммиака появляется интенсивно синее окрашивание, вызываемое образованием комплексных ионов:

Cu₂(ОН)₂SО₄ + 8NН₃  2 [Cu(NH₃)₄]²⁺ + SО₄^2- + 2ОН^-

Реакцию следует проводить при рН  9 и в отсутствии ионов CN^-. Соли аммония препятствуют осаждению основной соли меди, но не мешают образованию аммиаката.

6.1.2 Реакция с гексацианоферратом (II) калия

В пробирку помещают 1 – 2 капли раствора CuSО , одну каплю 2М раствора НSО , 4 – 5 капель дистиллированной воды и 1 каплю раствора К₄[Fe(CN)₆]. Образуется красно-бурый осадок гексацианоферрата меди:

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4-  Cu₂[Fe(CN)₆] 

Реакцию следует проводить при рН  7. Осадок Cu₂[Fe(CN)₆] не растворим в разбавленных кислотах, но разлагается щелочами. Комплексообразующие реагенты типа КСN мешают реакции.

6.1.3 Реакция с роданидом калия

К 1 – 2 каплям раствора соли меди добавляют 2 – 3 капли раствора КSСN. Образуется черный осадок Сu(SCN)₂, превращающийся затем в белый осадок CuSCN:

Cu²⁺ + 2SCN^-  Сu(SCN)₂

Cu(SCN)₂ + Н₂О  2CuSCN + HSCN + НОSCN

Такой переход Cu(SCN)₂ в CuSCN совершается постепенно, но ускоряется в присутствии восстановителей, например сернистой кислоты (Н₂ SО₃) .

Реакцию следует проводить при рН  7. Слабое подогревание способствует реакции.

Реакции иона никеля

6.1.4 Реакция с щелочами

В пробирку вносят 2 – 3 капли раствора соли никеля (II) и равный объем 2М NаОН. Выпадает светло-зеленый осадок.

Ni²⁺ + 2ОН^- → Ni(ОН)₂

Осадок растворяется в растворах кислот и аммиака:

Ni(ОН)₂ + 2Н⁺→ Ni²⁺ + 2Н₂О

Ni(ОН)₂ + 6NН₃ → [Ni(NН₃)₆]²⁺ + 2ОН^-

6.1.5 Реакция с аммиаком

В пробирку вносят 2 – 3 капли раствора соли никеля (II) и прибавляют по каплям при перемешивании разбавленный раствор аммиака до выпадения зеленого осадка NiОНСl. Добавляют по каплям при перемешивании концентрированный (25%-й) раствор аммиака до полного растворения осадка и образования раствора синего цвета – комплексных гексамминникель (II)-катионов, например:

NiСl₂ + NН₃·Н₂О → NiОНСl + NН₄Сl

NiОНСl + 6NН₃ → [Ni(NН₃)₆]²⁺ + ОН^- + Сl

6.1.6 Реакция с бромной водой

В пробирку помещают 2 – 3 капли раствора какой-либо соли никеля, приливают 5 капель NаОН или КОН, добавляют 5 капель свежеприготовленной бромной (или хлорной) воды и смесь нагревают. При этом сначала происходит образование зеленого осадка гидроксида никеля Ni(ОН)₂, окисляющийся затем в черно-бурый гидроксид никеля (III):

Ni²⁺ + 2ОН^-  Ni(ОН)₂ 

2Ni(ОН)₂ + Br₂ + 6ОН^-  2Ni(ОН)₃  + 2Вr^-

Значение рН раствора должно быть > 7.

6.1.7 Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева)

В пробирку помещают 1 – 2 капли раствора NiCl₂, 2 – 3 капли разбавленного раствора NН₃ и 2 капли 1 %-го спиртового раствора диметилглиоксима. Образуется яркий розово-красный осадок так называемой внутрикомплексной соли – диметилглиоксимата никеля. Осадок растворяется в минеральных кислотах и щелочах, нерастворим в растворах аммиака.

Эту же реакцию можно проводить капельным методом. Помещают на фильтровальную бумагу каплю исследуемого раствора и каплю спиртового раствора диметилглиоксима. Смоченную бумагу обрабатывают парами аммиака над фарфоровой чашкой. При достаточном насыщении аммиаком на бумаге в присутствии ионов никеля образуется розово-красное пятно.

Реакции иона кобальта

6.1.8 Реакция с щелочами

В пробирку помещают 2 капли раствора СоСl₂ и 3 капли раствора щелочи до образования синего осадка СоОНСl, переходящего при дальнейшем прибавлении щелочи в розовый осадок Со(ОН)₂, который через некоторое время постепенно темнеет за счет окисления до Со(ОН)₃:

СоСl₂ + ОН^- → СоОНСl + Сl^-

синий

СоОНСl + ОН^- → Со(ОН)₂ + Сl^-

розовый

2Со(ОН)₂ +½О₂ + Н₂О → 2Со(ОН)₃

Если к розовому осадку Со(ОН)₂ прибавить пероксид водорода Н₂О₂ , то реакция окисления в черно-бурый Со(ОН)₃ протекает практически мгновенно:

2Со(ОН)₂ + Н₂О₂ → 2Со(ОН)₃

6.1.9 Реакция с аммиаком

В пробирку помещают 2 капли раствора СоСl₂ и 3 капли раствора щелочи до образования синего осадка СоОНСl:

СоСl₂ + NН₃·Н₂О → СоОНСl + NН₄Сl

Добавляют несколько кристаллов хлорида аммония и продолжают прибавление раствора аммиака при перемешивании смеси до полного растворения осадка и образования желтого раствора:

СоОНСl + 5NН₃ + NН₄Сl → [Со(NН₃)₆]Сl₂ + Н₂О

При стоянии на воздухе раствор постепенно меняет окраску на вишнево-красную:

2[Со(NН₃)₆]Сl₂ + О₂ + 2Н₂О → 2[Со(NН₃)₅Сl](ОН)₂ + 2NН₃

В присутствии пероксида водорода и солей аммония данная реакция протекает практически мгновенно:

2[Со(NН₃)₆]Сl₂ + Н₂О₂ + 2 NН₄Сl →

→ 2[Со(NН₃)₅Сl]Сl₂ + 4NН₃ + 2Н₂О

6.1.10 Реакция с роданидом калия (или аммония)

В пробирку помещают 3 капли раствора какой-либо соли кобальта, прибавляют немного (на кончике шпателя) кристаллического NH₄SCN или несколько капель его концентрированного раствора и содержимое пробирки тщательно взболтывают. При этом появляется синее окрашивание:

Со²⁺ + 4SCN^-  Со(SCN)₄]^2-

Для увеличения чувствительности реакции к полученному раствору добавляют смесь 0,5 мл диэтилового эфира с 0,5 мл амилового спирта. При взбалтывании с органическими растворителями роданидный комплекс растворяется в них и всплывает над водой, окрашивая верхний слой в интенсивно синий цвет.

Указанную реакцию можно проводить капельным методом. Для этого помещают каплю исследуемого раствора на фарфоровую пластинку и добавляют несколько капель NH₄SCN в ацетоне. В присутствии Со²⁺ появляется синее окрашивание.

Реакцию следует проводить в слабокислой среде (рН = 4 – 5).