2.5. Анализ смеси катионов V аналитической группы.

I Дробный анализ. (Fe³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺).

В отдельных пробах исследуемого раствора открывают следующие катионы:

• железо (II) с гексацианоферратом (III) калия K₃[Fe(CN)₆]

• железо (III) с гексацианоферратом (II) калия K₄[Fe(CN)₆], тиоцианатом калия KSCN

• марганец (II) с висмутатом натрия NaBiO₃

• висмут (III) с солями олова (II) в щелочной среде

• сурьма (III) и сурьма (V) с металлами (железом)

II Систематический анализ.

Систематический анализ основан на использовании группового реагента NaOH в присутствии H₂O₂ и способности гидроксида магния растворяться в солях аммония.

Обнаружение и отделение Sb(III – V)и Bi(III)

Часть анализируемого раствора разбавляют 5–кратным объемом воды с добавлением нескольких капель NaCl, при этом, вследствие гидролиза выпадает осадок 1 основных солей сурьмы и висмута: SbOCl, SbO₂Cl, BiOCl, а в растворе 1 остаются ионы: Mn²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Fe²⁺. Осадок 1 отделяют центрифугированием от раствора 1.

Обнаружение сурьмы.

Осадок 1 обрабатывают раствором винной кислоты, в которой растворяются основные соли сурьмы (раствор 2), а в осадке 2 остается BiOCl. В виннокислом растворе 2 обнаруживают ионы сурьмы соответствующими аналитическими реакциями (с родамином Б – образуется продукт красного цвета , с Na₂S₂O₃ – образуется красный осадок Sb₂OS₂).

Обнаружение висмута (III)

Осадок 2, отделенный от раствора 2, обрабатывают при нагревании разбавленным раствором азотной кислоты (1:1), при этом оксохлорид висмута (III) растворяется. В полученном растворе открывают Bi (III) одной из характерных реакций – либо с KI, либо с солями олова (II) в щелочной среде.

Обнаружение магния (II)

Прозрачный раствор 1 обрабатывают растворами NaOH с C(NaOH) = 2моль/дм³ и 3% -ным H₂O₂, смесь нагревают и отделяют осадок 3, в котором находятся MnO(OH)₂, Fe(OH)₃, Mg(OH)₂. с примесью HSbO₃ и Bi(OH)₃, центрифугированием от раствора, промывают дистиллированной водой и приливают концентрированный раствор NH₄Cl. Гидроксид магния растворяется. В пробе полученного раствора открывают катионы Mg²⁺ по образованию белого осадка MgNH₄PO₄.

Обнаружение Fe(III) и Bi(III)

Осадок 3 после отделения солей магния обрабатывают раствором HCl с С(HCl) = 2моль/дм³: в растворе 4 катионы Fe³⁺ и Bi³⁺, в осадке 4 остаются MnO(OH)₂ и примесь HSbO₃. Из раствора 4 в отдельных порциях можно открыть железо (III) с K₄[Fe(CN)₆] и сурьму с металлическим железом.

Обнаружение марганца (II)

Осадок 4 растворяют в азотной кислоте с C(HNO₃) = 2 моль/дм³ с добавлением H₂O₂ и в полученном растворе открывают Mn²⁺ одним из реактивов: PbO₂, NaBiO₃, либо (NH₄)₂S₂O₈.

Задания на самоподготовку:

Вопросы для самоподготовки

1. Окислительно-восстановительные системы.

2. Окислительно-восстановительные потенциалы редокс-пар.

3. Потенциал реакции (электродвижущая сила реакции).

4. Направление протекания окислительно-восстановительной реакции.

5. Влияние различных факторов на значение окислительно-восстановительных потенциалов и направление протекания окислительно-восстановительных реакций.

6. Использование окислительно-восстановительных реакций в качественном, количественном и фармацевтическом анализах.

7. Аналитические реакции катионов IV группы.

8. Общая характеристика комплексных соединений.

9. Равновесия в растворах комплексных соединений. Константы устойчивости и константы нестойкости комплексных соединений.

10. Влияние различных факторов на процесс комплексообразования в растворах.

11. Применение комплексных соединений в химическом анализе.

12. Аналитические реакции катионов V группы.