Загальноаналітичні реакції катіонів групи гідроксидів, розчинних в аміаку.
Катіони даної групи з лугами утворюють осади, розчинні в NH4OH з утворенням відповідних комплексних солей – аміакатів. Хлористі, азотнокислі та сірчанокислі солі міді, двовалентної ртуті, кадмію, кобальту та нікелю у воді розчинні. Відповідно, більшість осадів, що утворюють катіони цих металів, переходить у розчин при обробці їх соляною кислотою, азотною або сірчаною кислотами. Особливо легко під дією цих кислот розчиняються оксиди, гідроксиди та карбонати вказаних металів. Нерозчинні в кислотах (розведених) є лише сірчисті ртуть, мідь та кадмій і деякі інші. Більшість осадів, що утворюються цими катіонами, розчинні також в аміаку. 1. Їдкі луги з усіма катіонами шостої групи утворюють амфотерні осади оксидів (з катіонами ртуті), або гідроксидів (з катіонами міді, кадмію, нікелю), або відповідних основних солей (з катіонами кобальту): CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4; HgCl2 + 2KOH = HgO + 2KCl + H2O; CdCl2 + 2KOH = Cd(OH)2 + 2KCl; NiCl2 + 2KOH = Ni(OH)2 + 2KCl; CoCl2 + 2KOH = CoOHCl + KCl. Всі ці осади розчиняються у мінеральних кислотах; крім HgO, всі вони розчинні в аміаку. Cu(OH)2 темно-блакитного кольору; при нагріванні розкладається з утворенням оксиду міді (чорного кольору); CuO на відміну від Cu(OH)2 у гідроксиді амонію нерозчинний. Ця властивість використовується при хімічному аналізі для відділення катіонів міді від інших катіонів. HgO жовтого кольору, також як і CuO в аміаку нерозчинний. Cd(OH)2 білого кольору, на повітрі та при нагріванні у воді не змінюється. Основні солі закису кобальта CoOHCl синього кольору; при надлишку їдкого лугу переходить у Co(OH)2 (рожевого кольору): CoOHCl + КОН = Co(OH)2 + KCl. На повітрі Co(OH)2, а також основні солі кобальту поступово окислюються, переходячи у Co(OH)3: 4Co(OH)2 + 2Н2О + О2 = Co(OH)3.
Ni(OH)2 світло-зеленого кольору. На відміну від гідрату закису кобальта Ni(OH)2 на повітрі стійкий, але під дією сильних окисників (Br2, Cl2) переходить у Ni(OH)3 чорного кольору: Ni(OH)2 + Br2 + 2КОН = 2Ni(OH)3 + 2KBr. 2. Розчин аміаку (не у надлишку) з катіонами кадмію утворюють гідроксид кобальту, з катіонами міді, кобальту та нікелю – відповідні основні солі, а з катіонами двохвалентної ртуті – комплексні солі: CdCl2 + 2NH4OH = Cd(OH)2 + 2NH4Cl; NiCl2 + NH4OH = NiOHCl + NH4Cl; 2CuSO4 + 2NH4OH = Cu(OH)2SO4 + (NH4)2SO4, CoCl2 + NH4OH = CoOHCl + NH4Cl; HgCl2 + 2NH4OH = [NH2Hg]Cl + NH4Cl + 2H2O, 2Hg(NO3)2 + 4NH4OH = [NH2Hg2O]NO3 + 3NH4NO3 + 3H2O. Всі ці осади розчиняються у мінеральних кислотах, аміаку та амонійних солях. При розчиненні цих осадів в аміаку та амонійних солях утворюються відповідні комплексні солі. Таким чином при дії на розчини катіонів п’ятої групи надлишком NH4OH осади, що спочатку утворюються переходять у розчин: Cd(OH)2 + 2NH4OH + 2NH4Cl = [Cd(NH3)4]Cl2 + 4H2O, NiOHCl + 5NH4OH + NH4Cl = [Ni(NH3)6]Cl2 + 6H2O, Cu(OH)2SO4 + 6NH4OH + (NH4)2SO4 = 2[Cu(NH3)4]SO4 + 8H2O, CoOHCl + 5NH4OH + NH4Cl = [Co(NH3)6]Cl2 + 6H2O, [NH2Hg]Cl + 2NH4OH + NH4Cl = [Hg(NH3)4]Cl2 + 2H2O. Розчини комплексних солей кадмію та ртуті безкольорові, нікелю синюваті з червоним відтінком, кобальту – брудно-жовті та міді – лазурно-синього кольору. Всі розчини цих солей на повітрі більш стійкі за виключенням аміакату кобальта ([Co(NH3)6]Cl2), який під дією кисню повітря поступово, а в присутності окисників (Н2О2) миттєво переходить у аміакат трьохвалентного кобальту, що має вишнево-червоне забарвлення: 2[Co(NH3)6]Cl2 + 2NH4Cl + O2 + 2H2O = 2[Co(NH3)5Cl]Cl2 + 4NH4OH. Утворення комплексних солей кадмію, нікелю та міді протікає дуже легко: достатньо до розчину будь-якої солі цих металів прилити невеликий надлишок NH4OH, як відразу ж на холоду відбувається розчинення утвореного спочатку осаду. На відміну від Cd(OH)2 та основних солей нікелю та міді (NiOHCl, Cu(OH)2SO4) хлористий меркурамоній [NH2Hg]Cl та азотнокислий димеркурамоній [NH2Hg2O]NO3 переходять у розчинні комплексні солі ртуті тільки під дією концентрованого NH4OH.
Аміакати кобальту на відміну від аміак атів кадмію, нікелю та міді утворюються лише у тому випадку, якщо на осад основної солі CoOHCl подіяти або надлишком концентрованого розчину аміаку (тому що аміакат двохвалентного кобальту дуже нестійкий), або ж розчинення цієї солі аміак атом виконувати в присутності значної кількості NH4Cl або NH4NO3; останні сприяють утворенню дуже стійкого аміакату трьохвалентного кобальту, тому що із збільшенням концентрації NH4-іонів у розчині значно збільшується швидкість окислення комплексоутворювача. Вказані властивості аміак ату трьохвалентного кобальту та умови утворення розчинних аміачних комплексів солей ртуті та кобальту можуть бути використані у хімічному аналізі для визначення катіонів Co2+ та Hg2+ від інших катіонів з їх суміші у розчинах. Так, наприклад: а) якщо на суміш катіонів шостої групи подіяти невеликим надлишком розведеного NH4OH, то майже увесь кобальт та ртуть не перейдуть при цьому у розчин, а залишаться у осаді, а катіони Cd2+, Cu2+, Ni2+ перейдуть у розчин відповідних аміакатів, б) якщо до розчину, що містить катіони шостої групи, прилити спочатку розчин NH4Cl або, краще, NH4NO3, потім розведеного NH4OH, то в осаді при цьому залишиться хлористий меркурамоній або, відповідно, [NH2Hg2O]NO3 і дуже незначна частина кобальту, в) якщо до розчину суміші катіонів шостої групи прилити перекис водню, та надлишок NH4OH, то усі катіони кобальту при цьому перейдуть у дуже стійкий комплекс [Co(NH3)5Cl]2+. 3. KCNS або NH4CNS з катіонами ртуті, міді та нікелю утворюють відповідні осади роданистих солей [Hg(CNS)2, Cu(CNS)2, Ni(CNS)2] з яких Hg(CNS)2 та Ni(CNS)2 у надлишку реактиву дуже легко розчиняються, утворюючи відповідні комплексні солі: NiCl2 + 2KCNS = Ni(CNS)2 + 2KCl, Ni(CNS)2 + 2KCNS = K2[Ni(CNS)4]. Розчин цих солей або безкольоровий (солі ртуті), або зеленуватий (сіль нікелю). Cu(CNS)2 чорного кольору, у надлишку роданіду нерозчинний, але з плином часу поступово розкладається на родан та CuCNS білого кольору: 2Cu(CNS)2 = 2CuCNS + (CNS)2. Катіони кобальту з концентрованими розчинами KCNS або NH4CNS дають характерне синє забарвлення, обумовлене утворенням розчинного комплексного іону [Со(CNS)4]2-. Вказані властивості роданіду міді і комплексного роданіду кобальта використовуються у хімічному аналізі для відкриття катіонів Cu2+ та Со2+.
Характерні та специфічні реакції катіонів Co2+ 1. Нітрит калію KNO2 при дії на підкислений оцтовою кислотою розчин солі кобальту (II) окислює його у кобальт (III). При цьому утворюється жовтий кристалічний осад K3[Co(NO2)6]*3H2O. У розведених розчинах кобальту реакція протікає швидше, якщо розчин нагріти і дати йому постояти. CoCl2 + 7KNO2 + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6] + NO + 2KCl + 2CH3COOK + H2O.
Характерні та специфічні реакції катіонів Ni2+ 1. Диметилгліоксим (реактив Чугуєва) у аміачному середовищі утворює з іонами нікелю внутрішньо комплексну сполуку яскраво-червоного кольору – диметилгліоксимат нікелю. Цій реакції заважають іони Fe3+, що утворюють з NH4OH гідроксиди, які не розчиняються у воді, а також іони Fe2+, які утворюють з диметилгліоксимом досить стійку розчинну внутрішньо комплексну сіль червоного кольору. Виконання реакції. У пробірку вносять 2-3 краплини досліджуваного розчину, добавляють 2-3 краплини 1%-ного спиртового розчину диметилгліоксиму і розчин аміаку до появи запаху. У присутності нікелю випадає осад яскраво-червоного кольору.
Характерні та специфічні реакції катіонів Cd2+ 1. Карбонат натрію або калію осаджує іони Cd2+ у вигляді основного карбонату кадмію білого кольору Cd2(OH)2CO3, який не розчиняється у надлишку реактиву, але розчиняється у (NH4)2CO3 Cd2(OH)2CO3 + 4(NH4)2CO3 = 2[Cd(NH3)4]CO3 + 3H2CO3 + 2H2O.
Характерні та специфічні реакції катіонів Cu2+ 1. Йодид калію KI з іонами Cu2+ утворює білий осад CuI: 2Cu2+ + 4I- = Cu2I2 + I2. Осад здається забарвленим у червоно-жовтий колір внаслідок виділення йоду. 2. Роданід калію KSCN осадує чорний осад роданаду міді (II): Cu2+ + 2SCN- = Cu(SCN)2, Який поступово перетворюється в білий осад роданіду міді (I): 2Cu(SCN)2 = 2Cu(SCN) +(SCN)2.
Характерні та специфічні реакції катіонів Hg2+ 1. Хромат калію K2CrO4 і з нітратом, і з хлоридом ртуті (II) утворює жовтий осад хромату ртуті HgCrO4, який поступово червоніє в зв’язку з утворенням основної солі. 2. Йодид калію KI з іонами Hg2+ утворює оранжево-червоний осад Hg2I2: Hg2+ + 2I- = HgI2, Який розчиняється в надлишку йодиду калію. При розчиненні утворюється безбарвна розчинна комплексна сполука K2[HgI4]:
HgI2 + 2KI = K2[HgI4]. Розчин комплексної солі K2[HgI4] в розчині їдкого лугу відомий під назвою реактиву Несслера і застосовується для виявлення іонів NH4+.
Читайте также: B. Антибіотики з групи макролідів Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|