METODIChKA

1. ВВЕДЕНИЕ

Аналитическая химия - наука, развивающая теоретические основы анализа химического состава вещества и разрабатывающая методы идентификации, обнаружения, определения и разделения химических элементов и их соединений.

Обнаружение и разделение элементов, определение качественного состава вещества является предметом качественного анализа.

Определение содержания составных частей - задача количественного анализа.

Такое деление на качественный и количественный анализ является в значительной мере условным, традиционным, ибо при анализе объекта вслед за обнаружением какого-либо составляющего компонента требуется и количественная оценка его содержания.

Для определения качественного состава вещества существует множество разнообразных

схем.

В настоящей работе предлагается кислотно-щелочная схема анализа. В ней рассматриваются основные характерные реакции катионов, а также способы их разделения, основанные на различной растворимости сульфатов, хлоридов и гидроксидов; кроме того, предлагаются дробные методы обнаружения некоторых катионов.

2. РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

Аналитические классификации ионов связаны с их разделением на аналитические группы при последовательном воздействии групповыми реагентами. При этом сложная задача обнаружения множества ионов при совместном присутствии заменяется несколькими простыми задачами. Все аналитические классификации базируются на практической целесообразности и развивались, прежде всего, как удобные способы разделения большого числа ионов, мешающих друг другу, на небольшие группы. Тем не менее, этот, казалось бы, чисто эмпирический подход, имеет под собой теоретическую базу, более или менее строгую для различных классификаций, связанную с аналогией и различиями в химических свойствах элементов, которые определяются их положением в периодической системе. Эта связь не всегда четко прослеживается, т.к. на химические свойства оказывают влияние различные факторы.

Из многочисленных схем разделения и соответствующих им классификаций катионов наибольшую известность получили сероводородная и кислотно-щелочная схемы.

Кислотно-щелочная классификация основана на различной растворимости хлоридов, сульфатов, гидроксидов и аммиакатов металлов. Всего различают шесть аналитических групп катионов.

Таблица 1.

КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ КАТИОНОВ.

1

3.ПЕРВАЯ ГРУППА КАТИОНОВ: Na+, K+, NH4+.

3.1.Обнаружение ионов К+.

Гидротартрат натрия, кислый виннокислый натрий. NaHC4H4O6 образует с ионами калия белый кристаллический осадок гидротартрата калия:

KCl + NaHC4H4O6 = KHC4H4O6 + NaCl

Осадок растворим в горячей воде, сильных кислотах и щелочах:

KHC4H4O6 + HCl = H2C4H4O6 + KCl

KHC4H4O6 + NaOH = KNaC4H4O6 + H2O

Гидротартрат калия склонен к образованию пересыщенных растворов, поэтому при проведении реакции следует пользоваться достаточно концентрированными растворами солей калия и реагента, реакцию проводить на холоду и, если осадок выпадет не сразу, слегка потереть стеклянной палочкой стенки пробирки.

Ионы NH4+ образуют аналогичный белый осадок NH4HC4H4O6.

Гексанитрокобальтат(III) натрия Na3[Co(NO)6] в слабокислой среде образует с ионами K+ желтый осадок:

2 KCl + Na3[Co(NO)6] = K2Na[Co(NO)6] + 2 NaCl

Эта реакция более чувствительна, чем реакция с гидротартратом натрия. Осадок растворим в сильных кислотах, реагент и осадок разлагаются при действии щелочей с образованием осадка темно-бурого цвета:

K2Na[Co(NO2)6] + 3 NaOH = Co(OH)3 + 4 NaNO2 +2 KNO2 4K2Na[Co(NO2)6] + 9H2SO4 =

4СоSO4 + 2КNО3 + 11NO + 9H2O + 11NO2 + 2Na2SO4 + 3K2SO4

Ионы аммония образуют аналогичный осадок (NH4)2Na[Co(NO2)6]

Хлорная кислота HClO4 образует с ионами калия белый кристаллический осадок:

KCl + HClO4 = KClO4 + HCl

Ионы Na+ и NH4+ этой реакции не мешают, т.к. не образуют нерастворимых перхлоратов.

Тетрафенилборат натрия Na[BPh4] образует с ионами К+ белый кристаллический осадок:

KCl + Na[BPh4] = K[BPh4] + NaCl

Ионы NH4+ также образуют нерастворимый в воде тетрафенилборат аммония, но он растворяется в 3 М растворе КОН. Поэтому обнаружение ионов K+ по этой реакции надо проводить в присутствии 3 М NаОН, чтобы не отделять ионы NH4+. Ионы Na+ обнаружению не мешают.

3.2. Обнаружение ионов Na+.

Реакция с дигидроантимонатом калия KH2SbO4.

NaCl + KH2SbO4 = NaH2SbO4 + KCl

Осадок и реагент разлагаются при действии кислот с образованием аморфного осадка метасурьмяной кислоты:

NaH2SbO4+ HCl = HSbO3 + NaCl + H2O

При действии щелочи осадок дигидроантимоната натрия растворяется:

NaH2SbO4+ 2 NaOH = Na3SbO4 + 2 H2O

Реакция малочувствительна, поэтому при ее проведении необходимо пользоваться концентрированными растворами. Осадок быстрее образуется при охлаждении раствора.

2

Кроме того, из-за возможного образования пересыщенных растворов, необходимо дать раствору постоять некоторое время, а также потереть стеклянной палочкой о стенки пробирки. Обнаружению Na+ мешают ионы NH4+, т.к. вследствие гидролиза растворы их солей имеют кислую реакцию.

3.3. Обнаружение ионов NH4+.

Реакция со щелочами. Едкие щелочи разлагают аммонийные соли с выделением газообразного аммиака:

NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl

Реакция протекает при нагревании. Выделение аммиака может быть обнаружено по запаху или с помощью лакмусовой бумажки (влажная красная лакмусовая бумажка окрашивается в синий цвет). Реакция является специфичной.

Реактив Несслера (K2[HgI4] + KOH) образует с ионами аммония характерный краснобурый осадок:

NH4Cl + 2 K2[HgI4] + KOH = [NH2Hg2O]I + 7 KI + KCl + H2O

Реакция очень чувствительна. Она обычно рекомендуется для определения следовых количеств ионов аммония, т.к. в присутствии избытка аммонийных солей осадок может раствориться. Реакцию лучше проводить на часовом стекле. Следует иметь в виду, что

обнаружению ионов аммония этой реакцией могут мешать ионы, образующие окрашенные гидроксиды, т.к. в состав реагента входит щелочь (например, Fe3+, Mn2+, Co2+, Ni2+ и т.д.).

Поэтому использовать реактив Несслера для обнаружения NH4+ рекомендуется лишь после отделения всех мешающих ионов.

Реагенты, применяемые для обнаружения ионов аммония, не вступают во взаимодействие с другими катионами первой группы.

4. ВТОРАЯ ГРУППА КАТИОНОВ: Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Катионы второй группы образуют не растворимые в воде сульфаты, карбонаты, фосфаты. Отделение катионов II группы от остальных групп рекомендуется проводить действием группового реактива (H2SO4) в присутствии ацетона (более полное осаждение) или карбонатом аммония в присутствии аммиачного буферного раствора. Сульфаты всех катионов второй группы - белые кристаллические осадки, не растворимые ни в кислотах, ни в щелочах. Карбонаты бария, стронция и кальция - белые аморфные осадки, хорошо растворимые в уксусной и минеральных кислотах.

4.1. Обнаружение ионов Ва2+.

Хромат калия, K2CrO4, образует с ионами Ba2+ желтый осадок, растворимый в уксусной кислоте:

ВаСl2 + K2CrO4 = BaCrO4 + 2 KCl

Дихромат калия K2Cr2O7 осаждает Ba2+ в виде желтого осадка хромата бария:

ВаСl2 + K2Cr2O7 + H2O = 2 BaCrO4 + 2 KCl + 2 HCl

Хромат-ионы образуются за счет гидролиза дихромат-ионов:

Cr2O72- + H2O = 2 CrO42- + 2 H+

Для понижения растворимости BaCrO4 реакцию проводят в присутствии ацетата натрия, при этом происходит связывание протонов (сильной кислоты) в слабую уксусную кислоту.

3

Реакция с сульфат-ионами :

ВаСl2 + Н2SO4 = BaSO4 + 2 HCl .

Для осаждения можно использовать сульфаты натрия или калия.

4.2. Обнаружение ионов Ca2+ .

Реакция с окслатом аммония (NH4)2C2O4.

Образующийся белый кристаллический осадок растворим в сильных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте. Ионы Ba2+ мешают обнаружению Са2+ этой реакцией, поэтому их необходимо предварительно отделить. Отличительной особенностью этой реакции является то, что оксалаты бария и стронция растворимы в CH3COOH.

Гексацианоферрат (П) калия в присутствии при рН>7 образует с ионами Са2+ белый кристаллический осадок, не растворимый в уксусной кислоте:

Обнаружению Са2+ этой реакцией мешают ионы Ва2+.

4.3. Обнаружение ионов Sr2+.

Реакция с гипсовой водой. Гипсовая вода - насыщенный раствор CaSO4 2H2O - образует с ионами стронция белый кристаллический осадок:

Образование осадка происходит медленно (в течение 5-10 минут). Обычно наблюдается слабое помутнение раствора. Нагревание ускоряет реакцию. Мешают обнаружению стронция этой реакцией Ba2+ и Pb2+, которые сразу же на холоду образуют белые кристаллические осадки.

5. ТРЕТЬЯ ГРУППА КАТИОНОВ: Ag+, Pb2+, Hg22+

Катионы третьей аналитической группы образуют нерастворимые хлориды, карбонаты и фосфаты. Групповым реагентом является хлороводородная кислота, которая осаждает все катионы III группы в виде белых аморфных осадков, не растворимых в азотной кислоте:

Наиболее растворимым является хлорид свинца, который растворяется в горячей воде, наименее растворим хлорид одновалентной ртути; хлорид серебра растворяется в аммиаке за счет комплексообразования:

5.1. Обнаружение ионов Ag+.

Реакция с хлороводородной кислотой HCI является характерной на ионы Ag+. Выполнение реакции: к 1-2 мл раствора соли серебра прибавляют равный объем 2 М раствора HCl. Образуется белый осадок. К нему прибавляют раствор аммиака до полного растворения осадка, затем подкисляют несколькими каплями 2 М HNO3. При этом должно наблюдаться помутнение раствора, что свидетельствует о разложении комплекса и образовании АgС1:

4

5.2. Обнаружение ионов Pb2+.

Иодид калия KI образует с растворами солей Pb2+ желтый осадок:

Выполнение реакции: к 1-2 мл раствора соли свинца прибавляют равный объем раствора KI. К выпавшему желтому аморфному ocaдку прибавляют равные объемы дистиллированной воды и 2 М CH3COOH. Затем нагревают до полного растворения осадка. При постепенном охлаждении из раствора выпадают красивые золотистые кристаллы иодида свинца.

Реакция с сульфат-ионами. Серная кислота и растворимые в воде сульфаты осаждают ионы свинца в виде белого кристаллического осадка:

Осадок достаточно хорошо растворим при нагревании. В кислотах он практически не растворяется, но растворяется в щелочах и концентрированном растворе ацетата аммония:

Реакция с дихроматом или хроматом калия. 4 или образуют с растворами солей свинца в нейтральном или уксуснокислом растворе желтый аморфный осадок хромата свинца:

=

Осадок мало растворим в разбавленных азотной и хлороводородной кислотах, практически нерастворим в аммиаке, уксусной кислоте, ацетате и тартрате аммония. Растворяется в гидроксиде натрия:

Эта реакция позволяет отделить от Ba , который в NaOH не растворяется. 5.3. Обнаружение ионов Hg22+.

Реакция с хлороводородной кислотой. Растворы разбавленной HСI (и хлоридов) осаждают ионы ртути (l) в виде белого осадка каломели:

При действии аммиака осадок чернеет вследствие образования металлической ртути:

Взаимодействие с металлической медью. Металлическая медь восстанавливает ионы Нg(1) до свободной ртути:

Выполнение реакции: медную пластинку или монету обработать раствором 2 М азотной кислоты, затем капнуть раствор соли ртути (I). Через несколько минут на поверхности появится серебристый налет металлической ртути.

6. АНАЛИЗ СМЕСИ КАТИОНОВ I, II и III АНАЛИТИЧЕСКИХ ГРУПП.

Анализируемый объект представляет собой раствор с осадком. В смеси могут находиться ионы NH4+, К+, Na+, Ba2+, Са2+, Sr2+, Ag+, Рb2+ и Hg22+. В состав осадка могут

входить малорастворимые хлориды, карбонаты и гидроксиды указанных ионов.

5

Половину анализируемой смеси следует отделить и сохранить до конца анализа. Эта часть раствора потребуется при проверке результатов анализа, если будет допущена ошибка.

Анализ смеси начинается с предварительных испытаний и дробного обнаружения ряда катионов. Эти пробы делают в отдельных порциях анализируемого раствора. Когда берется часть исходного раствора, обязательно необходимо перемешать смесь, чтобы не потерять катионы, находящиеся в осадке.

6.1.Предварительные испытания.

6.1.1.Определение рН раствора. С помощью универсальной индикаторной бумажки определяют рН раствора.

6.1.2.Проверка отношения осадка к кислотам и щелочам. Для этого отбирают пипеткой часть смеси (по 2-3 капли) в две пробирки. В первую пробирку добавляют 3-4 капли 2 М раствора HCI. Если осадок растворился, в нем могли присутствовать карбонаты катионов П и III групп и гидроксид свинца. Во вторую пробирку добавляют 3-4 капли 2 М раствора NaOH. Если в этом случае растворился осадок - присутствует гидроксид свинца.

6.1.3.Обнаружение катионов NH4+. В пробирку помещают несколько капель анализируемой смеси, добавляют равный объем 2 М раствора NaOH или KОH и нагревают на газовой горелке. Выделение аммиака определяют по запаху или с помощью синей лакмусовой бумажки.

6.1.4.Обнаружение ионов К+ и Na+. Обнаружению этих катионов мешают ионы аммония, поэтому их необходимо предварительно удалить. Для этого в два стаканчика помещают по 1-2 мл анализируемой смеси, добавляют равные объемы 2М NаОН (проба l) и КОН (проба 2) и кипятят до полного удаления ионов аммония. Полноту удаления проверяют реактивом Несслера (капельная реакция!). Затем растворы нейтрализуют 2 М

уксусной кислотой до рН 7 и обнаруживают:

в пробе I ион К+ действием Na3[Co(NO2)6] - в присутствии ионов К+ образуется желтый осадок,

в пробе 2 ион Na+ действием KH2SbO4 - в присутствии ионов Na+ медленно выпадает белый осадок.

6.2.Систематический ход анализа.

6.2.1. Осаждение хлоридов катионов Ш группы. К 1-2 мл анализируемой смеси (с

осадком) прибавляют 1 мл 2 М раствора HCI, нагревают и фильтруют. Осадок 1 содержит Ag+, Рb2+ и Hg22+, раствор 1 - NH4+, К+, Na+, Ba2+, Са2+, Sr2+ и частично Pb2+. Осадок 1

промывают холодной дистиллированной водой, содержащей 2-3 капли 2 М HСI, и анализируют по п. 6.2.2.-6.2.4.; раствор 1 анализируют по п. 6.2.5.

6.2.2. Обнаружение ионов Pb2+ и их отделение. Осадок 1 на фильтре обливают горячей дистиллированной водой. В фильтрате обнаруживают Pb2+ реакцией с KI или K2Cr2O7. Если свинец обнаружен, то осадок промывают горячей водой до полного его удаления (проба с K2Cr2O7).

6.2.3. Обнаружение Hg22+. Промытый горячей водой осадок на фильтре обрабатывают 3 М раствором аммиака, собирая фильтрат в пробирку. Почернение осадка свидетельствует о присутствии ионов ртути (l) в анализируемом растворе.

6.2.4.Обнаружение Ag+. К аммиачному фильтрату добавляют 2 М раствор HNO3 до кислой реакции (проверить индикаторной бумагой!). При наличии в анализируемом растворе ионов серебра происходит помутнение раствора.

6.2.5.Отделение катионов П группы от I группы. Раствор 1, содержащий катионы I и II групп, нейтрализуют аммиаком до начала образования мути. Затем добавляют равные

6

объемы 2 М растворов (NН4)2СО3 и аммиачного буфера (NH4OH +NH4Cl). Смесь нагревают до кипения и фильтруют. В фильтрате проверяют полноту отделения П группы. В осадке 2 находятся карбонаты катионов П группы, а в растворе 2 - катионы I группы. Анализ осадка

2проводят по п.п. 6.2.6.-6.2.9., а анализ раствора 2 - по п. 6.2.10.

6.2.6.Анализ катионов П группы. Осадок 2 промывают дистиллированной водой, затем обрабатывают на фильтре 2 М раствором нагретой СН3СООН, пропуская одну и ту же

порцию кислоты через фильтр несколько раз до полного растворения осадка. В растворе 3 содержатся катионы Ва2+, Са2+, Sr2+.

6.2.7.Обнаружение и отделение Ва2+. К части уксуснокислого раствора 3 добавляют

2-3 мл K2Cr2O7 и несколько капель CH3COONa. В присутствии Ва2+ выпадает желтый осадок. Если Ва2+ обнаружен, его отделяют, добавляя ко всему раствору 3 CН3СООNа до рН 4-5 и K2Cr2O7 до полного осаждения ВаCrO4. Осадок отфильтровывают и отбрасывают.

6.2.8.Обнаружение и отделение Sr2+. К части фильтрата, полученного по п. 6.2.7. (после отделения Ва +), добавляют равный объем гипсовой воды и нагревают. В присутствии стронция через несколько минут появляется белая муть. Если стронций

обнаружен, его осаждают в виде SrSO4 действием насыщенного раствора (NН4)2SO4 на весь фильтрат. Осадок отфильтровывают и отбрасывают. В фильтрате обнаруживают Са2+.

6.2.9.Обнаружение Са2+. К фильтрату, полученному по п. 6.2.8., добавляют равный объем 2 М раствора (NН4)2C2O4. Ионы Са2+ образуют белый осадок, не растворимый в уксусной кислоте, но растворимый в сильных кислотах.

6.2.10.Анализ раствора 2 проводится на содержание катионов I группы в том случае, если предварительные испытания не дали четкого ответа, или для проверки при наличии ошибки.

7. ЧЕТВЕРТАЯ ГРУППА КАТИОНОВ: AI3+, Сг3+, Zn2+, Sn(П,1V).

IV аналитическая группа включает в себя катионы металлов, обладающих амфотерными свойствами. Групповым реактивом на них является щелочь (в избытке). При действии на катионы IV группы NaOH или KOH вначале образуется осадок не растворимых в воде гидроксидов, которые затем растворяются в избытке реагента. В качестве продуктов реакции образуются гидроксокомплексы:

Катионы IV группы образуют также не растворимые в воде карбонаты, фосфаты и некоторые другие соединения, которые хорошо растворяются в избытке щелочей. При действии сероводородной кислоты или ее солей катионы IV группы образуют осадки гидроксидов (алюминий и хром) и сульфидов (цинк и олово). В растворах азотной кислоты Sn(II,IV) выпадает в осадок в виде метаоловянной кислоты:

7.1. Обнаружение ионов Al3+.

Реакция с хлоридом аммония. Водный раствор NH4Cl имеет рН 7 за счет гидролиза:

Поэтому при добавлении его к раствору гидроксокомплекса алюминия происходит смещение рН в кислую область до значений, соответствующих образованию осадка Al(OH)3. Выполнение реакции : в пробирку вносят 1-2 мл раствора соли алюминия, по каплям добавляют NаОН или КОН. Вначале наблюдается помутнение раствора, т.к.

7

образуется Al(OH)3, затем осадок растворяется с образованием [А1(ОН)6]3-, что сопровождается просветлением раствора. В него вносят кристаллический NH4Cl на кончике шпателя и нагревают до кипения. Происходит образование белых хлопьев [А1(ОН)6]3-:

7.2. Обнаружение ионов Сr3+.

Реакция с комплексоном III (ЭДТА). В уксуснокислой среде ионы Сr3+ образуют

Cr

Реакцию проводят при нагревании на водяной бане.

Окисление Сr3+ до более высоких степеней окисления. В щелочной среде соли Сr3+ легко окисляются до хромат-, а в кислой - до дихромат-ионов:

а)

Выполнение реакции: К 1-2 мл раствора, содержащего Сr3+, прибавляют равный объем 2 М NаОН или KOH и 3%-ный Н2O2. Раствор кипятят до полного удаления пузырьков кислорода. Наблюдается появление желтой окраски, обусловленной хромат-ионами.

б)

Эта реакция протекает в кислой среде и в присутствии катализатора AgNO3. Выполнение реакции: в пробирку помещают равные объемы (по 1-2 мл) 2 М раствора HNO3, 0.1 М AgNO3, раствор соли хрома (III) и 50%-ного раствора персульфата калия или аммония. В последнем случае можно добавить несколько кристалликов сухой соли вместо раствора. Смесь кипятят несколько минут, наблюдается появление желтой окраски.

7.3. Обнаружение ионов Zn2+.

Реакция с тетратиоцианомеркуриатом аммония .

Тетратиоцианомеркуриат цинка - осадок белого цвета. В присутствии небольших количеств Со2+ он окрашивается в голубой цвет за счет образования смешанных кристаллов Co - голубого цвета и - белого цвета. Мешают обнаружению Zn2+ этой реакцией большие количества солей кобальта, железа (П,III), никеля и меди. Выполнение реакции: 1-2 мл соли цинка помещают в пробирку, добавляют одну каплю раствора соли Со2+ и 1-2 мл . Если осадок сразу не образуется, надо раствор энергично встряхнуть и потереть палочкой о стенки пробирки. Наблюдается образование голубого или синего (в зависимости от концентрации Со2+) осадка.

Реакция с гексацианоферратами. образует с ионами цинка (П) в слабокислой среде белый осадок:

8

в тех же условиях образует с солями цинка желтый осадок:

7.4. Обнаружение ионов Sn(II,IV).

Ионы Sn(IV) обнаруживать довольно трудно в присутствии других ионов, тогда как Sn(П) имеет хорошие характерные реакции. Поэтому в ходе анализа Sn(IV) восстанавливают до Sn(П), который и обнаруживают затем характерными реакциями.

Восстановление Sn(IV) до Sn(П) удобнее всего проводить действием металлического железа:

Выполнение реакции: в анализируемый раствор, содержащий ионы Sn(1У), помещают несколько гранул (кнопок) металлического железа (можно железную спираль, гвоздь и т.д.) и кипятят 1-2 минуты. После этого удаляют железо, а в растворе определяют ионы Sn(II), используя его восстановительные свойства.

Реакция восстановления Hg(II). Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы пар Hg(II)/Hg(I), Нg(II)/Hg(0) и Sn(IV)/Sn(II) соответственно равны 0.91 В, 0.85

В и 0.15 В. Поэтому при взаимодействии солей олова (II) с хлоридом ртути (II) вначале образуется осадок каломели ( ), а при добавлении избытка восстановление происходит до металлической ртути:

Выполнение реакции: в пробирку помещают 1-2 мл раствора соли олова (П), прибавляют равный объем насыщенного раствора ацетата натрия и измеряют рН универсальной индикаторной бумажкой (он должен быть около 5). Затем добавляют 3-5 капель раствора Hg(NO3)2. Появляется серый или черный осадок.

Восстановление Bi3+. Висмут (III) - более слабый окислитель, чем ртуть (П): E0(BiO++2H+/Bi+H2O) = 0.32 B. Поэтому Sn(II) восстанавливает Bi3+ только в щелочной среде, где восстановительные свойства олова (П) усиливаются: Е0(Sn(OH)62-/HSnO2-+H2О) =

- 0,93 В.

Эта реакция используется также и для обнаружения ионов Вi3+, Выполнение реакции: к 2-3 мл раствора прибавляют 8-10 мл 2 М раствора NaОН, чтобы первоначально выпавший осадок гидроксида олова (II) растворился. Затем прибавляют 2-3 мл соли висмута (III). При этом образуется черный осадок металлического висмута.

8. ПЯТАЯ ГРУППА КАТИОНОВ:

Катионы этой группы образуют не растворимые в воде, аммиаке и избытке щелочей гидроксиды:

Гидроксид Fe(П) - грязно-зеленого цвета. Fe(III) - бурого, остальные - белого цвета.

Не растворимыми в воде являются также карбонаты, фосфаты , сульфиды и некоторые другие соединения катионов пятой группы. Фосфаты висмута и сурьмы не растворяются в азотной кислоте, что можно использовать в анализе при их отделении.

9

8.I. Обнаружение ионов Mn2+

Реакция окисления. Все реакции дробного обнаружения Mn2+ основаны на его окислении до перманганат-ионов, окрашенных в фиолетово-красный цвет. Так как Е0(MnO4- /Mn2+) = 1,51 В, окисление возможно лишь действием достаточно сильных окислителей. В кислой среде такими окислителями являются персульфат аммония (или калия) в присутствии катализатора Аg+ или Со2+, висмутат натрия и диоксид свинца, в щелочной среде - гипобромит калия (КВrО) или свободный бром в присутствии катализатора Сu2+

Выполнение реакции: в пробирку на кончике шпателя вносят небольшое количество PbO2, добавляют 1-2 мл HNO3 (l:l) и кипятят в течение 1-2 минут, соблюдая соответствующие меры предосторожности (не допускать бурного вскипания, пробирку держать наклонно, отверстием от себя). После отстаивания смеси раствор над твердой фазой должен быть бесцветным, прозрачным, в противном случае окислительную смесь надо приготовить заново. В полученную окислительную смесь вносят на кончике стеклянной палочки раствор соли Мn2+ и вновь содержимое пробирки кипятят в течение I -2 минут. После отстаивания раствор над осадком окрашивается в розово-фиолетовый цвет (интенсивность окраски зависит от концентрации Мn2+, при больших концентрациях Мn2+ окисление может произойти до МnО(ОН)2 или МnО2, выпадающих в виде осадка коричневого цвета).

8.2. Обнаружение Mg2+.

Реакция с гидрофосфатом натрия. образует с ионами магния в присутствии аммиака белый кристаллический осадок магний-аммоний фосфата :

В сильно щелочной среде образуется либо гидроксид магния Mg(OH)2, либо трехзамещенный фосфат Осадок магний-аммоний фосфата растворяется в минеральных кислотах и СН3СООН.

Выполнение реакции: в пробирку помещают 1-2 мл раствора соли магния, добавляют 2-3 капли 2 М HСI, I каплю раствора и, при перемешивании, 2 М аммиак до появления характерного запаха (рН~9). Выпадает белый кристаллический осадок.

Люминесцентная реакция. 8-оксихинолин с ионами Mg2+ при рН 9-12 образует флуоресцирующий зеленым светом оксихинолинат. Интенсивность свечения повышается при обработке влажного пятна с оксихинолинатом магния аммиаком. Мешают ионы AI3+, Zn2+. Выполнение реакции: на фильтровальную бумагу наносят каплю раствора, содержащего ионы Mg2+ и каплю этанольного раствора 8-оксихинолина. Образовавшийся оксихинолинат магния обрабатывают каплей 10%-ного раствора аммиака. При рассмотрении влажного пятна в ультрафиолетовом свете наблюдается зеленое свечение.

8.3. Обнаружение ионов .

Гексацианоферрат(III) калия образует с ионами темно-синий осадок "турнбуллевой сини":

Реакция очень чувствительна. Образующийся осадок практически нерастворим в кислотах. Щелочи разлагают его до Fe(OH)3. Обнаружению этой реакцией меняют ионы при больших (!) концентрациях. Если при проведении реакции получается смешанная окраска,

10