2.5. Пятая аналитическая группа катионов
К пятой (гидроксидной группе) аналитической группе относятся катионы Bi3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+, Sb3+, Sb5+. Групповыми реагентами являются водные растворы аммиака или щелочи, которые осаждают их в виде гидроксидов, не растворимых в избытке реактива.
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2(тв),
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3(тв),
Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2(тв),
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2(тв),
Bi3+ + 3OH- = Bi(OH)3(тв),
Sb3+ + 3OH- = Sb(OH)3(тв),
Sb5+ + 5OH- = SbO(OH)3(тв) + H2O.
Осадки Fe(OH)2 и Mn(OH)2 на воздухе быстро окисляются:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3(тв),
2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4(тв).
Гидроксиды элементов пятой аналитической группы растворяются в минеральных кислотах с образованием солей соответствующих катионов:
Fe(OH)2(тв) + 2H+ = Fe2+ + 2H2O,
Fe(OH)3(тв) + 3H+ = Fe3+ + 3H2O,
Mn(OH)2(тв) + 2H+ = Mn2+ + 2H2O,
Mg(OH)2(тв) + 2H+ = Mg2+ + 2H2O,
Bi(OH)3(тв) + 3H+ = Bi3+ + 3H2O,
Sb(OH)3(тв) + 3H+ = Sb3+ + 3H2O,
SbO(OH)3(тв) + 5H+ = Sb5+ + 4H2O.
Гидроксид магния растворим в концентрированных растворах солей аммония в результате протекания реакции:
Mg(OH)2(тв) + NH4+ = MgOH+ + NH4OH.
+++2.5.1. Реакции катиона железа(II)
1. Реакция с гексацианоферратом(III) калия K3[Fe(CN)6] (красной кровяной солью):
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6] 3- = Fe3[Fe(CN)6]2 (тв).
Образуется синий осадок "турнбулевой сини". Осадок нерастворим в кислотах, но разлагается щелочами с выделением смешанных гидроксидов Fe(II, III).
Методика проведения реакции. К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы Fe2+, добавляют 1-2 капли раствора реагента. Образуется синий осадок.
+++2. Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева С4H8N2O2). Диметилглиоксим в аммиачной среде образует с Fe(II) карминово-красный комплекс - диметилглиоксимат железа (II), хорошо растворимый в воде.
Определению мешают ионы никеля, образующие нерастворимый комплекс красного цвета и ионы Fe3+, образующие окрашенные гидроксиды. Влияние Fe3+ устраняют добавлением в раствор лимонной, щавелевой или винной кислот.
Методика проведения реакции. К 2-3 каплям раствора, содержащего ионы Fe2+, добавляют каплю 20%-ного раствора винной кислоты, 1 каплю диметилглиоксима и по каплям раствор аммиака до щелочной реакции. Раствор окрашивается в красный цвет.
+++2.5.2. Реакции катиона железа(III)
1. Реакция с гексацианоферратом(II) калия K4[Fe(CN)6] (желтой кровяной солью):
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- = Fe4[Fe(CN)6]3 (тв).
В слабокислой среде образуется темно-синий осадок «берлинской лазури» - комплексного соединения гексацианоферрата(II) железа(III). Осадок растворим в сильных кислотах и в избытке реагента. Мешают определению большие количества ионов металлов, дающие окрашенные комплексы с гексацианоферратом.
Методика проведения реакции. К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы Fe3+ и имеющего рН 1-3, добавляют 1-2 капли реагента. Наблюдают образование темно-синего осадка берлинской лазури.
+++2. Реакция с роданидом аммония NH4SCN. Образуется роданид железа (III), имеющий кроваво-красную окраску.
Fe3+ + 3 SCN- = Fe(SCN)3.
Методика проведения реакции. К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы Fe3+, добавляют каплю раствора NH4SCN. Появляется кроваво-красное окрашивание. Добавляют несколько капель изоамилового спирта или эфира и встряхивают. Органическая фаза окрашивается в красный цвет.