Реакции ионов аммония

1.Едкие щелочи КОН, NaOH при нагревании разлагают соли и гидроксид аммония с выделением газообразного аммиака:

NH₄Cl + KOH = NH₃↑ + KCl + H₂O,

NH₄⁺ + OH^- = NH₃↑ + H₂O.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли аммония, прибавить 1-2 капли раствора щелочи, нагреть. Выделение аммиака можно обнаружить по запаху или изменению окраски влажной индикаторной бумажки при поднесении к отверстию пробирки. Выделившийся аммиак взаимодействует с водой индикаторной бумаги, образуя гидроксид аммония NH₄OH:

NH₃ + H₂O = NH₄OH = NH₄⁺ + OH^-,

Поэтому бесцветная фенолфталеиновая бумага окрашивается в малиновый цвет.

2. Реактив Несслера, т.е. раствор комплексной соли К₂[HgJ₄] в KOH образует с ионами NH₄⁺ характерный красно-бурый (оранжевый) осадок иодида оксидимеркураммония:

N H₄Cl + 2 K₂[HgJ₄] + 4KOH = I↓ + 3H₂O + 7KI + KCl

Выполнение реакции на предметном стекле. На предметное стекло наносят 1 каплю раствора соли аммония и 1-2 капли реактива Несслера (реактив берут в избытке по сравнению с количеством присутствующей соли аммония, так как в избытке соли аммония осадок растворим). Внешний эффект – появление красно-бурого осадка. Очень малые количества (следы) солей аммония вместо красно-бурого осадка дают желто-оранжевое окрашивание.

Реакции ионов магния

Реакции ионов Mg²⁺ сильно отличаются от реакций остальных катионов I группы.

1. Едкие щелочи образуют с Mg²⁺ белый аморфный осадок Mg(ОН)₂ студенистого вида:

Mg²⁺ + 2OH^- = Mg(OH)₂↓

Мешают соли NH₄⁺, так как вследствие гидролиза они уменьшают концентрацию ионов ОН^- в растворе и осадок Mg(OH)₂ выпадает неполно.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли Mg²⁺ прибавляют 2-3 капли 2н. NaOH. Внешний эффект – выпадение белого аморфного осадка Mg(OH)₂.

2. Гидрофосфат натрия Na₂НРО₄ в присутствии NH₄OH и NH₄Cl образуют с Mg²⁺ белый кристаллический осадок двойной соли MgNH₄PO₄:

Mg²⁺ + HPO₄^2- + NH₄OH = MgNH₄PO₄↓+ H₂O

Соль аммония прибавляют для того, чтобы при действии аммиака не образовался осадок Mg(OH)₂.

Выполнять эту реакцию лучше в кислом растворе, постепенно понижая его кислотность прибавляемым по каплям NH₄OH. Растворимость MgNH₄PO₄ при этом будет постепенно уменьшаться и тем самым будут созданы условия для медленной кристаллизации, способствующие образованию хорошего, явственно кристаллического осадка.

Выполнение реакции: В пробирку помещают 2-3 капли соли Mg²⁺, прибавляют 3-4 капли 2н. HCl, 2-3 капли раствора Na₂HPO₄ и 1 каплю фенолфталеина (для регулирования кислотности среды). Затем постепенно, по каплям, прибавляют NH₄OH до появления не исчезающей розовой окраски раствора (рН = 9). Потереть стеклянной палочкой. Внешний эффект – выпадение белого кристаллического осадка MgNH₄PO₄.

3. Растворимые карбонаты образуют с Mg²⁺ белый аморфный осадок (MgOH)₂CO₃, малорастворимый в воде в отличие от Na₂CO₃, K₂CO₃ и (NH₄)₂CO₃:

2Mg²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O = (MgOH)₂CO₃↓+ CO₂↑

Осадок растворим в солях NH₄⁺, поэтому при действии группового реагента на II группу (NH₄)₂CO₃ магний остается в растворе вместе с катионами I группы. Это дает основание отнести Mg²⁺ к I аналитической группе:

(MgOH)₂CO₃↓ + 4NH₄⁺ + H₂O = 2Mg²⁺ + 4NH₄OH + CO₂↑

Выполнение реакции: К 2-3 каплям раствора соли Mg²⁺ прибавляют 1-2 капли раствора Na₂CO₃. Внешний эффект – выпадение белого осадка (MgOH)₂CO₃. Прибавить 2-3 капли NH₄Cl, наблюдать исчезновение осадка.

4. Оксихинолин C₉H₇ON в аммиачной среде (рН = 10-12) образует с ионами Mg²⁺ зеленовато-желтый кристаллический осадок внутрикомплексной соли оксихинолината магния Mg(C₉H₆ON)₂. Реагент специфичен на соли магния, но не взаимодействует с катионами I,II групп. Используется для обнаружения ионов Mg²⁺ в дробном анализе.

Выполнение реакции: К 2-3 каплям раствора соли Mg²⁺ прибавляют 1 каплю фенолфталеина и по NH₄OH до появления розоватого окрашивания. Смесь нагревают почти до каления и прибавляют 4-5 капель 5%-ного спиртового раствора оксихинолина. Внешний эффект – выпадение зеленовато-желтого кристаллического осадка оксихинолината магния.

Выполнение реакции с экстракцией (для повышения предела обнаружения). К 2-3 каплям раствора соли Mg²⁺ прибавляют по каплям раствор 2н. NH₄OH до слабого запаха, 4-5 капель раствора оксихинолина и 1 мл. изоамилового спирта. Смесь встряхивают 30 с. и дают отстояться. Внешний эффект – верхний спиртовый слой окрашивается в зеленовато-желтый цвет вследствие экстракции оксихинолината магния.