5.6.Лабораторна робота № 6.

Реакції катіонів Cu²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺

Для катіонів Cu²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, властиві реакції окислення-відновлення, забарвлення їх іонів і сполук, здатність утворювати координаційні сполуки. Гідроксиди катіонів VI групи проявляють слабо виражені амфотерні властивості, але переважають основні, утворюють розчинені координаційні сполуки з амоніаком і за цими властивостями відрізняються від катіонів IV і V аналітичних груп. Груповим реактивом на катіони четвертої аналітичної групи є надлишок амоній гідроксиду, який утворює з ними осади гідроксидів, які розчиняються у його надлишку. Характерними реакціями катіонів шостої аналітичної групи є здатність утворювати малорозчинні сполуки гідроксидів, карбонатів, гексаціанофератів(П), фосфатів, сульфідів, оксалатів, хроматів(за винятком нікол(П) катіону), тіоціонатів(за винятком кадмій(П) катіону).

5.6.1 Реакції катіону купруму Cu²⁺

5.6.1.1. З Їдкими лугами NaOH або KOH Cu²⁺ утворює аморфний голубий осад гідроксиду купруму, що чорніє при нагріванні внаслідок перетворення в оксид купруму:

Гідроксид купруму має слабко виражені амфотерні властивості: частково розчинюється в надлишку лугу з утворенням куприту:

.

У кислотах Cu(OH)₂ добре розчинний, розчиняється також в тартратній, цитратній та інших органічних оксикислотах з утворенням координаційних сполук синього кольору.

Виконання. До 4-5 крапель розчину солі купруму додати 3-4 краплі розчину NaOH. Голубий осад Cu(OH)₂ розділити на дві частини. До однієї з них додати надлишок (4-5 крапель) лугу і підігріти. Спостерігати часткове розчинення Cu(OH)₂ і утворення синього розчину куприту натрію. До іншої частини осаду додати 2-3 краплі _HNO3.

5.6.1.2. З гідроксидом амонію NH₄OH, доданому у невеликій кількості, іони Cu²⁺ утворюють основну сіль зеленуватого кольору:

.

Осад розчиняється в надлишку аміаку з утворенням аміачного комплексу купруму інтенсивно синього кольору:

.

Сумарне рівняння має вигляд:

CuSO₄ + 4NH₄OH [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 4H₂O.

При підкисленні цього розчину іони H⁺ зв'язують молекули NH₃ у більш стійкий іон , при цьому комплекс [Cu(NH₃)₄]²⁺ руйнується і розчин здобуває блакитний колір (іони Cu²⁺):

.

Виконання. До 4-5 крапель розчину солі купруму додати 1-2 краплі розчину NH₄OH до появи зеленуватого осаду (CuOH)₂SO₄. Додати надлишок аміаку (5-6 крапель 2 н розчини NH₄OH або 1-2 краплі концентрованого розчину аміаку), до повного розчинення осаду і появи інтенсивно синього кольору. Після цього підкислити синій розчин нітратною кислотою.

5.6.1.3. З натрій Na₂CO₃ або амоній (NH₄)₂CO₃ карбонатом із розчинних солей купрум осаджується у вигляді основної(гідроксидо-) солі зеленувато блакитного кольору:

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂ O Cu₂CO₃(OH)₂ + 2Na₂SO₄ + CO₂ .

Осад розчиняється в кислотах, амоній карбонаті і амоній гідроксиді. Тому осадження купрум катіону неповне.

Виконання. До 2-3 крапель солі купруму додати 2-3 краплі натрій або амоній карбонату. Перевірити розчинність осаду в HNO₃, (NH₄)₂CO₃, NH₄OH.

5.6.1.4. Гексацианоферрат (П) калію K₄[Fe(CN)₆] утворює з іонами Cu²⁺ червоно-бурий осад Cu₂[Fe(CN)₆]:

.

При невеликій концентрації іонів купруму осад не випадає, але розчин забарвлюється в червоно-бурий колір Cu₂[Fe(CN)₆]. Осад не розчиняється в розведених кислотах, але розчиняється в надлишку NH₄OH.