Лабораторная работа № 7.
Тема: Катионы VI аналитической группы
Цель работы: изучить качественные реакции на катионы VI аналитической группы, ознакомиться с ходом разделения смеси катионов шестой аналитической группы.
Реактивы: см. табл. 1.
Оборудование: пробирки, штативы, спиртовки, стаканы химические, стеклянные палочки, воронки, бумажные фильтры, нихромовая проволока, плитка.
Общая характеристика катионов шестой аналитической группы кислотно-основного метода
Катионы шестой аналитической группы (Cu2+, Co2+, Cd2+, Ni2+, Hg2+) характеризуются способностью к комплексообразованию. Групповым реагентом на катионы этой группы катионов является гидроксид аммония, взятый в избытке. Растворы солей меди, кобальта, никеля окрашены, кадмия и ртути – бесцветны.
Гидроксиды калия и натрия образуют с растворами, содержащими катионы Cu2+, Cd2+, Ni2+, аморфные осадки гидроксидов, с катионами Hg2+ – оксид, с катионами Co2+ – основные соли. Все эти осадки растворимы в кислотах (HCl, HNO3, H2SO4) и в избытке аммиака, кроме соединений ртути (II), которые растворяются в 25%-ном растворе аммиака лишь при добавлении солей аммония.
Образование аммиакатов ртути (II) и кобальта происходит при нагревании и добавлении к раствору хлорида аммония.
Растворы аммиакатов довольно устойчивы, за исключением аммиаката кобальта (II), который под влиянием кислорода воздуха переходит в аммиакат кобальта(III), имеющий вишнево-красный цвет. В присутствии окислителей реакция протекает мгновенно.
Сероводород из нейтральных растворов осаждает все катионы шестой группы в виде сульфатов. Сульфиды меди, ртути (II), никеля и кобальта окрашены в черный цвет. Сульфид кадмия имеет желтую окраску. В таблице 8 охарактеризованы продукты некоторых качественных реакций катионов шестой аналитической группы.
Таблица 1 - Действие реагентов на катионы шестой аналитической группы
Реагент | Продукты аналитических реакций катионов | ||||
Cu2+ | Co2+ | Cd2+ | Ni2+ | Hg2+ | |
25%-ный раствор NH4OH (избыток) | Аммиакат меди, имеет сине-фиолетовую окраску [Cu(NH3)4]2+ | Аммиакат кобальта (II) переходит в аммиакат (III) [Co(NH3)6]3+ (вишнево-красный цвет) | Аммиакат кадмия [Cd(NH3)4]2+ | Аммиакат никеля [Ni(NH3)6]2+ | Аммиакат ртути [Hg(NH3)4]2+ |
раствор NH4OH (в эквивалентном количестве) | Осадок соли, содержащей катион (CuOH)+ (соли зеленого цвета) | Розовый осадок соли, содержащей катион (CoOH)+ | Образуется гидроксид кадмия Cd(OH)2 | Осадок соли, содержащей катион (NiOH)+ | Осадок соли, содержащей катион (NH2Hg)+ |
Na2S2O3 | Осадок смеси CuS и S | Черный осадок HgS, не растворим в разб. HNO3 | |||
K4[Fe(CN)6] (pH < 7) | Красно-бурый осадок Cu2Fe(CN)6, растворим в аммиаке | Зеленоватый осадок Co2[Fe(CN)6] | Зеленоватый осадок Ni3[Fe(CN)6]2 | ||
Металлическое железо, медь | Железо восстанавливает Cu2+ до свободного металла | Медь восстанавливает Hg2+ до металлической ртути | |||
Дитизон (pH = 1–2) | Внутрикомплексное соединение красно-фиолетового цвета, экстрагируемое CHCl3 | Красное внутрикомплексное соединение (рН> 6,5), экстрагируемое CHCl3 | Внутрикомплексное соединение оранжевого цвета, экстрагируемое CHCl3 | ||
H2S или Na2S | Черный осадок CuS | Черный осадок CoS, не растворяется в разбавленной HCl | Желтый осадок CdS, растворим в конц. HCl и HNO3 | Осадок NiS, растворим в кислотах | Черный осадок HgS |
Na2HPO4 | Голубой осадок Cu3(PO4)2, растворяется в аммиаке и уксусной кислоте | Фиолетовый осадок Co3(PO4)2, растворяется в аммиаке и уксусной кислоте | Белый осадок Cd3(PO4)2, растворяется в аммиаке и уксусной кислоте | Зеленый осадок Ni3(PO4)2 | Белый осадок HgHPO4 |
Диметилглиоксим | Комплексное соединение оранжево-желтого цвета | Комплексное соединение коричнево-красного цвета | В аммиачной среде ало-красный осадок, диметилглиоксимат никеля |
*Написать уравнения реакций.
*Написать выводы по проделанной работе
