Систематичний хід аналізу

При систематичному ході аналізу катіонів п’ятої групи виділення окремих катіонів із їх суміші засноване на наступних властивостях, відповідних їм сполук: 1) повний гідроліз солей бісмуту; 2) нерозчинність MnO₂ у розведеній HNO₃; 3) розчинність гідроксиду магнію у розчинах амонійних солей; 4) висока ступінь гідролізу хлористого бісмуту. Використовуючи ці властивості елементів їх систематичним ходом аналізу зводиться до наступного.

Відкриття Fe²⁺. Катіони Fe²⁺ відкриваються з окремої проби аналізованого розчину у присутності інших катіонів п’ятої групи диметилгліоксимом, розчином K₃[Fe(CN)₆] у солянокислому середовищі, α,α^/ -дипіридилом.

Виділення катіонів мангану і магнію. До аналізованого розчину доливають їдкий луг до слабо лужного середовища. Не фільтруючи отриманого осаду гідроксидів феруму, мангану, магнію та бісмуту, додають сюди перекис водню або твердий KClO₃. після цього осад Fe(OH)₃, MnO₂, Mg(OH)₂ та Bi(OH)₃ відфільтровують і промивають. Потім осад на фільтрі спочатку обробляють спочатку розчином NH₄Cl (для розчинення Mg(OH)₂), потім HNO₃ до повного розчинення Fe(OH)₃ та Bi(OH)₃, обидва фільтрати збирають у окремі пробірки. На фільтрі при цьому залишається MnO₂.

Відкриття катіонів магнію. До амонійного розчину магнію додають невелику кількість NH₄OH, потім приливають сюди по краплинам Na₂HPO₄ або орто-оксихіноліну. За наявності у розчині Mg²⁺ з нього випадають осади: у першому випадку – білий дрібнокристалічний осад MgNH₄PO₄, а у другому випадку – зеленувато-жовтий оксихінолят магнію.

Відкриття катіонів мангану. Невелика кількість осаду MnO₂ переносять у пробірку з розчином HNO₃ та PbO₂ (або Pb₃O₄, або (NH₄)₂S₂O₈ і нагрівають. Проходить окислення мангану до MnO₄^-.

Розділення та відкриття катіонів феруму та бісмуту. До азотнокислого розчину катіонів бісмуту та феруму приливають NH₄OH до появи осаду, потім приливають декілька крапель НCl і кип’ятять. При цьому бісмут, гідролізуючи, випадає в осад BiOCl, а ферум залишається у розчині. Після фільтрування розчину з осадом BiOCl з фільтрату відкривають Fe³⁺ роданідом амонію, K₄[Fe(CN)₆] та іншими, характерними для нього реакціями.

Осад BiOCl розчиняється в HNO₃ і розчин перевіряють на Bi³⁺ будь-якою характерною для нього реакцією.

2. Дрібне відкриття катіонів п’ятої групи (з окремих порцій розчину у кількості 0,5-1,0 мл). При відкритті катіонів п’ятої групи найбільш надійним за своїми результатами та швидким по виконанню є дробний хід аналізу, тому що будь-які з катіонів цієї групи доволі легко відкриваються або безпосередньо з аналізованого розчину, у присутності інших катіонів, або ж з невеликою попередньою обробкою розчину.

Відкриття катіонів феруму. Катіони Fe²⁺ і Fe³⁺ відкривають ся безпосередньо з аналізованого розчину, без видалення з нього інших катіонів. Fe²⁺ - K₃[Fe(CN)₆] (у солянокислому середовищі) та диметилгліоксимом або α,α^/ -дипіридилом (в аміачному середовищі), а Fe³⁺ - NH₄CNS, K₄[Fe(CN)₆] (у солянокислому середовищі) та сульфосаліциловою кислотою.

Відкриття катіонів мангану виконується окисленням Mn²⁺ до MnO₄^-, а також до MnO₂ із загального розчину. Виконання цих реакцій вже розглядалось вище.

Відкриття катіонів бісмуту. Пробу аналізованого розчину розводять у 2-3 рази водою. Поява при цьому осаду (гідроліз) вказує на наявність у розчині Bi.

Відкриття катіонів бісмуту можна виконувати з аналізованого розчину у присутності інших катіонів п’ятої групи:

А) H₂S або сірководневою водою у солянокислому середовищі (утворення чорного осаду Bi₂S₃);

Б) відновлення Bi³⁺ до металічного бісмуту свіжо виготовленим розчином SnCl₂ (лужним) або крапельним методом на пластинках цинку, алюмінію, заліза;

В) KI.

Крім того, у випадку відсутності у розчині катіонів Fe³⁺ бісмут легко виявляється:

Г) NH₄CNS, а також реакцією гідролізу солей бісмуту і тіосечовиною.

Відкриття катіонів магнію. Відкриття Mg²⁺ у присутності інших катіонів п’ятої групи неможливо, тому що всі реактиви (Na₂HPO₄)та (орто-оксихінолін), що дають з магнієм характерні осади, з іншими катіонами також утворюють нерозчинні сполуки, які за зовнішнім виглядом важко відрізнити від осадів солей магнію.

Тому для відкриття катіонів магнію вони повинні бути виділені з розчину і ретельно звільнені від інших катіонів. Для цього використовуються властивості нерозчинності Mg(OH)₂ та(MgOH)₂CO₃ у NH₄Cl або NH₄NO₃. віділеня катіонів магнію засноване на цій властивості Mg(OH)₂ та(MgOH)₂CO₃, можна проводити двома способами: а) обробкою розчину (NH₄)CO₃ та б) обробкою їдким лугом у присутності перекису водню.

А) До окремої проби аналізованого розчину приливають спочатку NH₄Cl або NH₄NO₃, потім (NH₄)CO₃. при цьому всі катіони п’ятої групи випадуть в осад відповідних солей, а катіони магнію залишаться у розчині. Відфільтрувавши осад, до фільтрату, що містить у своєму складі значну кількість NH₄-іонів, додають декілька крапель NH₄ОН і відкривають катіони магнію дією на нього (по краплям) розчином Na₂HPO₄. за наявності у фільтраті катіонів Mg²⁺ з нього випадає білий дрібнокристалічний MgNH₄PO₄.

Відкрити катіони магнію з фільтрату лужним розчином йоду не можна, тому що він містить у своєму складі значну кількість амонійних солей, які, як вже вказувалось, заважають утворенню осаду гідроксиду магнію.