4.3. Систематический анализ смеси катионов

4.3.1. Предварительные испытания. Открытие Fe³⁺ ионов производят, как описано ранее (см.п.2.5.2). Открытие Fe²⁺ ионов производят, как описано ранее (см.п.2.5.1). Открытие NH₄⁺ ионов производят, как описано ранее (см.п.2.1.2).

4.3.2. Систематический ход анализа (один из вариантов).

1. Осаждение Pb²⁺ и отделение его от остальных катионов в виде хлорида. К 2-3 каплям исследуемого раствора добавляют 2-3 капли 6 н. раствора HCl. Выпавший осадок PbCl₂ (осадок 1) отделяют от раствора 1 центрифугированием. Осадок 1 растворяют в кипящей воде и подтверждают в полученном растворе наличие ионов Pb²⁺ реакцией с KI и K₂CrO₄.

2. Определение катионов Сa²⁺ в растворе 1 микрокристаллоскопической реакцией. Одну каплю раствора 1 помещают на предметное стекло, прибавляют одну каплю 2 н. H₂SO₄ и слегка упаривают до появления сухой каемки. В присутствии ионов Сa²⁺ образуются характерные кристаллы гипса CaSO₄H₂O.

3. Отделение катионов Сa²⁺ от катионов IV и V групп. К раствору 1 добавляют 3-4 капли 6 н. раствора H₂SO₄, выпавший белый осадок, содержащий CaSO₄ и PbSO₄, отделяют от раствора (раствор 2) центрифугированием.

4. Отделение катионов IV и V групп от катионов VI группы. К раствору 2 добавляют 6 н. раствор NaOH до щелочной реакции и затем его избыток. Выпавший осадок (осадок 2), содержащий Fe(OH)₃, Mn(OH)₂, Co(OH)₂, Ni(OH)₂, Cu(OH)₂, отделяют центрифугированием от раствора 3, содержащего [Al(OH)₄]^-, [Zn(OH)₄]^-, Сa²⁺ (частично), Na⁺, K⁺.

4а. Обнаружение ионов Al³⁺. К раствору 3 добавляют постепенно сухой NH₄Cl при перемешивании до появления запаха NH₃ и нагревают на водяной бане. Появление белого осадка Al(OH)₃ указывает на наличие ионов Al³⁺. Отделяют центрифугированием раствор 3а от осадка, осадок Al(OH)₃ растворяют в 2 н. СН₃СООН и подтверждают наличие ионов Al³⁺ реакцией с ализарином.

4б. Обнаружение ионов Zn²⁺. К раствору 3а, оставшемуся после отделения Al(OH)₃, добавляют 5-6 капель 2 н. HCl, сухой СН₃СООNa до рН 4-5 (раствор 3б). Каплю этого раствора помещают на предметное стекло, добавляют каплю (NH₄)₂[Hg(SCN)₄], слегка упаривают до появления сухой каемки и наблюдают под микроскопом характерные кристаллы Zn[Hg(SCN)₄].

5. Разделение катионов V и VI групп. Анализ осадка 2. Осадок, содержащий Fe(OH)₃, Mn(OH)₂, Co(OH)₂, Ni(OH)₂, Cu(OH)₂, обрабатывают 5-6 каплями концентрированного раствора NH₃Н₂О, перемешивают, центрифугируют, отделяют раствор 4, содержащий [Cu(NH₃)₄]²⁺, [Ni(NH₃)₄]²⁺, [Co(NH₃)₄]²⁺, от осадка 3 Fe(OH)₃, Mn(OH)₂.

5а. Анализ осадка 3. Растворяют осадок 3 в 2-3 каплях 2 н. СН₃СООН и проводят обнаружение ионов Fe³⁺ и Mn²⁺.

5б. Обнаружение ионов Mn²⁺. К 1-2 каплям (не более) исследуемого раствора добавляют 3-4 капли HNO₃ (1:3), сухой порошок PbO₂, нагревают на водяной бане. В присутствии Mn²⁺ раствор окрашивается в фиолетово-малиновый цвет.

6. Анализ раствора 4 (V группа). Аммиакат меди – синий, никеля – сине-голубой, кобальта – желтый.

6а. Обнаружение Сu²⁺. К 3-5 каплям раствора 4 добавляют небольшой избыток 1 н. HCl до кислой реакции, металлическое железо (железный гвоздь) и через 5-10 мин наблюдают восстановление ионов Сu²⁺ до свободного металла – образуется красно-бурая губчатая масса на поверхности металлического железа. Подтвердить наличие ионов Сu²⁺можно, осаждая в уксуснокислой среде Cu₂[Fe(CN)₆] красно-коричневого цвета. Ионы Со²⁺ и Ni²⁺ дают с К₄[Fe(CN)₆] осадки зеленого цвета.

6б. Обнаружение Ni²⁺. К 2-3 каплям раствора 4 добавляют 1-2 капли диметилглиоксима. В присутствии Ni²⁺ образуется ярко-розовый осадок. Если в растворе 4 присутствуют ионы Сu²⁺, то к 2-3 каплям раствора добавляют 2-3 капли 1 н. H₂SO₄ до слабокислой реакции, Н₂С₂Н₄О₆ для связывания ионов Сu²⁺, водный раствор NH₃ – до появления запаха и 1-2 капли диметилглиоксима.

6в. Обнаружение Со²⁺. К 2-3 каплям раствора 4 добавляют 2 н. СН₃СООН до слабокислой реакции, сухую соль NH₄SCN, несколько капель пентилового спирта. В присутствии ионов Со²⁺ пентилового спирта окрашивается в синий цвет вследствие образования [Со(CN)₆]^2-.

7. Обнаружение катионов Na⁺ и К⁺ (I группа). Для обнаружения ионов Na⁺ и К⁺ необходимо удалить все мешающие катионы. Для этого к одной части (3-4 капли) исследуемого раствора добавляют раствор К₂СО₃ до щелочной реакции, к другой части – раствор Na₂СО₃ . Мешающие катионы осаждаются в виде карбонатов или гидроксидов. После центрифугирования осадки отбрасывают, а в растворе 1 определяют ион Na⁺ микрокристаллоскопической реакцей с уранилацетатом, в растворе 2 – ион К⁺ микрокристаллоскопической реакцей с Na₂Pb[Cu(NO₂)₆].