1.2. Анализ смеси катионов первой группы

Предварительное обнаружение. Обнаружение ионов NН₄⁺ проводят действием NаОН при нагревании или реактивом Несслера.

Систематический анализ. Если в анализируемом растворе обнаружены ионы NН₄⁺, мешающие обнаружению Nа⁺ и К⁺, то их отделяют. Для удаления ионов NН₄⁺ раствор выпаривают и прокаливают до исчезновения белого «дыма», добавляя к сухому остатку 1-2 капли концентрированной НСl. Полноту удаления ионов NН₄⁺ проверяют на предметном стекле реактивом Несслера, прибавляя к 1-2 каплям реактива крупинку сухого остатка. При отсутствии ионов NН₄⁺ сухой остаток растворяют в нескольких каплях воды. Полученный раствор исследуют на присутствие ионов Nа⁺ и К⁺ с помощью реактивов на эти катионы. Схема анализа смеси катионов первой группы приведена на рис. 3.

1.3. Контрольные вопросы

1. Почему открытие катиона калия гидротартратом натрия NаНС₄Н₄О₆ должно проводиться в нейтральной среде? Напишите уравнение реакции.

2. Почему осаждение катиона натрия в виде дигидроантимоната калия КН₂SbО₄ должно проводиться в нейтральной, а не в кислой или щелочной среде?

3. Почему перед открытием катиона К⁺ необходимо удалить катион NН₄⁺?

4. В какой цвет окрашивают пламя летучие соли калия и натрия?

Рис. 3. Анализ смеси катионов 1-й аналитической группы

Лабораторная работа № 2. Катионы второй аналитической группы (Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺)

Цель работы: ознакомление с характерными реакциями на катионы второй аналитической группы.

Вторую аналитическую группу составляют катионы Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺. В качестве группового реагента применяется

2М раствор соляной кислоты, так как в концентрированной НСl могут образоваться растворимые комплексные соединения. Растворимость хлоридов различна, наибольшей растворимостью характеризуется PbCl₂. Для полноты осаждения хлорида свинца (II) к раствору прибавляют этанол С₂Н₅ОН. Характерной особенностью хлорида свинца является его достаточно хорошая растворимость в горячей воде, что используют для разделения осадков AgCl и PbCl₂.

Большинство солей катионов второй аналитической группы (за исключением нитратов) нерастворимы в воде. Гидроксиды серебра и ртути неустойчивы и разлагаются с образованием соответственно бурого оксида Ag₂О и черного оксида ртути (I) Hg₂О. Гидроксид свинца Pb(ОН)₂ обладает амфотерными свойствами. Белый осадок гидроксида свинца растворим в щелочных растворах с образованием плюмбитов.

При действии раствором аммиака на хлорид ртути образуется неустойчивое соединение хлорид димеркураммония [Hg₂NH₂]Cl, разлагающееся на малорастворимый меркураммоний [HgNH₂]Cl и металлическую ртуть, которая обусловливает черный цвет осадка.

Катионы Аg⁺, Рb²⁺, Нg₂²⁺ бесцветны. Однако благодаря их способности к поляризации возможно образование из бесцветных исходных ионов окрашенных продуктов реакции (АgВr, АgJ, PbJ₂, РbS, Нg₂J₂ и др.). Катионы второй группы подвергаются гидролизу по катиону, способны к комплексообразованию и изменению степени окисления (Pb²⁺ до Pb⁴⁺, Нg₂²⁺ до Hg²⁺) в окислительно-восстановительных реакциях.