2.2. Качественный анализ

Действие (NH₄)₂S. Сульфид аммония выделяет из нейтральных растворов солей никеля черный осадок сульфида NiS:

Ni²⁺ + (NH₄)₂S = NiS+2NH₄⁺

Действие H₂S. Сероводород не выделяет сульфида никеля из кислых растворов его солей. Из растворов, слегка подкисленных уксусной кислоты, в присутствии ацетата натрия (при pH≥3,7) сульфид никеля выделяется в виде хлопьевидного, хорошо фильтрующегося осадка.

Действие NaOH и KOH. Щелочи осаждают из растворов солей закиси никеля аморфный осадок гидрозакиси светло-зелёного цвета, нерастворимый в избытке реактива, но растворимый в кислотах и аммиаке.

Действие Na₂CO₃ и K₂CO₃. При действии карбонатов щелочных металлов на растворимые соли никеля выделяется светло-зелёный осадок смеси карбоната и основных солей переменного состава.

Действие K₂CS₃. Тиокарбонат калия вызывает в аммиачных растворах солей никеля красно-бурое окрашивание. При малых концентрациях ионов Ni²⁺ раствор окрашивается в розовый цвет. Реакция очень чувствительна. Ионы Co²⁺ реакции не мешают, ионы Mn²⁺ и Zn²⁺ должны быть предварительно удалены.

Действие K₄[Fe(CN)₆]. При действии ферроцианида калия на растворы солей никеля выделяется желто-зеленый осадок ферроцианида никеля, нерастворимый в кислоте, но растворимый в концентрированном аммиаке:

2Ni²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- = Ni₂[Fe(CN)₆]

Действие K₃[Fe(CN)₆]. Феррицианид калия выделяет из растворов солей никеля зеленовато-желтый осадок феррицианида никеля:

3Ni²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3- = Ni₃[Fe(CN)₆]₂

Действие диметилглиоксима (реактив Чугаева). Наиболее чувствительной реакцией на никель является реакция с диметилглиоксимом в аммиачном или уксуснокислом растворе.

В присутствии аммиака или ацетата натрия выделяется кристаллический осадок внутрикомплексной соли – никель-диметилглиоксим ало-красного цвета, нерастворимый в аммиаке, но растворимый в минеральных кислотах.

Соли карбоната реакции не мешают, но в случае высокого содержания их появляется бурое окрашивание раствора. Однако действием KCN присутствие кобальта может быть замаскировано.

Ионы Fe²⁺ образуют с диметилклиоксимом в присутствии аммиака растворимую комплексную соль красного цвета. Ионы Fe²⁺ лучше всего предварительно окислить действием HNO₃ до ионов Fe³⁺, затем прибавить к раствору винную кислоту в кристаллах, аммиак до запаха и, наконец, реактив Чугаева. Ионы Fe³⁺ образуют с винной кислотой растворимый комплекс, который не реагируют ни с диметилглиоксимом, ни с аммиаком.

2.3. Количественный анализ

Весовые методы

Взвешивание в виде диметилглиоксимина никеля. Осадок диметилглиоксимина никеля отфильтровывают через стеклянный фильтрующий тигель, промывают, и высушивают при 110-120ºC до постоянной массы.

Фактор пересчета:

Ni/Ni(C₄H₇N₂O₂) = 0,2032

Если реактив прибавлен в слишком большом количестве, он может выделится в осадок вследствие малой его растворимости в воде. Рекомендуется добавлять его в количестве, примерно в 5 раз превышающем теоретически требуемое. Осадок получается объемистым, поэтому не следует иметь более 20-30 мг никеля в растворе. Высушить осадок можно, промывая его ацетоном.

Взвешивание салицилальдоксимина никеля. Комплексное соединение никеля с салицилальдоксимом можно осаждать при pH от 3,5 до 5,5. Осадок затем высушивают и взвешивают.

Взвешивание в виде NiSO₄. Сульфат никеля прокаливают в электрической печи при 400-500ºC и взвешивают.

Фактор пересчета:

Ni/NiSO₄ = 0,3793

Взвешивание металлического никеля. После выделения никеля электролизом промывают электрод спиртом, высушивают на воздухе и взвешивают.

Объемные методы

Титрование раствором цианида. Реакция титрования:

Ni²⁺ + 4CN^- → [Ni(CN)₄]^2-

К анализируемому раствору соли никеля добавляют раствор аммиака до растворения выпадающего осадка, затем прибавляют немного иодида серебра и титруют раствором цианида. Происходит реакция, представленная приведенным выше уравнением. При добавлении избытка цианида суспензия иодида серебра исчезает вследствие образования комплексных ионов Ag(CN)₂^-.

Мешающие ионы. Железо (ӀӀӀ), алюминия и хром (ӀӀӀ) можно связать в комплексы добавлением цитрата. Медь, кобальт и цинк мешают определению.

Реактивы. Нитратный раствор: сульфата аммония 200 г, концентрированного раствора аммиака 150 мл, лимонной кислоты 120 г, воды 700 мл.

Цианида калия, титрованный раствор. Растворяют в воде 4 г цианида калия, прибавляют 2 мл 10 н. раствора едкого натра и разбавляют водой до 1000 мл. Титр этого раствора устанавливают по стандартному раствору соли никеля этим же способом.

Нитрат серебра, 0,4%-ный раствор.

Иодид калия, 20%-ный раствор.

Ход определения. К 250 мл анализируемого солянокислого или азотнокислого расвора прибавляют цитратный раствор в достаточном количестве, чтобы связать в комплексы железо (ӀӀӀ), алюминий и хром (ӀӀӀ) и чтобы предупредить осаждение Ni(CN)₂. Приливают 5 мл раствора нитрата серебра и столько раствора аммиака, сколько надо для растворения осадка хлорида серебра. Если цитратного раствора прибавили достаточно, то осадок гидроокисей не должен появляться. Прибавляют 2 мл раствора иодида калия, должен выпасть осадок иодида серебра. Затем титруют раствором цианида до исчезновения мути иодида серебра. Для нахождения поправки на индикатор проводят «холостой» опыт с тем же количеством иодида серебра.

Йодометрическое титрование водного оксида никеля (ӀӀӀ). Окисляют никель персульфатом в щелочной среде. Выпадает осадок водного оксида никеля (ӀӀӀ), содержащий немного оксида никеля (ӀV). Прибавляют иодид калия, подкисляют и титруют выделившийся иод раствором тиосульфата. Точность метода ±5%.

Мешающие ионы. Мешают ионы всех металлов, осаждающихся в виде гидроокисей: кобальта, железа, марганца и т.д.

Ход определения. К 20 мл анализируемого раствора, содержащего около 30 мг никеля, прибавляют 10 мл 5%-ного раствора персульфата калия и 10 мл 5 н. раствора едкого натра. Нагревают 10 минут, отфильтровывают и промывают осадок. Затем растворяют осадок в 2 н. серной кислоте в присутствии 1 г иодида калия. Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата в присутствии крахмала.

1 мл точно 0,1 н. раствора тиосульфата соответствует (теоретически) 5,87 мг никеля.

Титрование раствором ЭДТА. Реакция титрования в аммиачной среде:

Ni²⁺ + HY^3-  NiY^2- + H⁺

Индикатор концентрации ионов никеля – мурексид. Мешают ионы многих металлов. Ионы меди можно связать в комплекс добавлением тиосульфата.

Реактивы. ЭДТА, двузамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, 0,1 М раствор. Растворяют 37,2 г соли в 1 л воды.

Мурексид. Тщательно растирают 100 мг мурексида с 10 г хлорида натрия.

Ход определения. К 100 мл анализируемого раствора, содержащего 50-100 мг никеля, прибавляют столько раствора аммиака, чтобы получился аммиачный комплекс никеля. Затем прибавляют индикатор (0,2-0,4 г указанной смеси) и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из оранжево-желтой в пурпурную.