6.2 Анализ смеси катионов шестой группы

Дробный метод анализа. Ионы Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺ обнаруживают в отдельных порциях анализируемого раствора.

Обнаружение Ni²⁺. Раствор нейтрализуйте аммиаком, прибавив небольшой его избыток, и проведите реакцию с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева). Выпадение кристаллического осадка доказывает наличие ионов Ni²⁺ в пробе.

Обнаружение Co²⁺. рН раствора доведите аммиаком до 4 – 5 и прибавьте роданид аммония. Окрашивание раствора в синий цвет указывает на присутствие в нем ионов Со²⁺.

Обнаружение Cu²⁺. Раствор нагрейте с тиосульфатом натрия Образование черного осадка служит доказательством наличия ионов Cu²⁺.

Осадок можно отфильтровать, растворить его в горячей разбавленной азотной кислоте, и в полученном растворе выполнить еще две реакции на ионы Cu²⁺, например, с К₄[Fe(CN)₆] и с концентрированным раствором аммиака.

6.3 Контрольные вопросы

1. Какими химическими свойствами обладают гидроксиды шестой аналитической группы катионов?

2. Какие из катионов шестой аналитической группы в растворе окрашены?

3. Какие катионы шестой аналитической группы присутствуют в растворе, если: а) при действии раствора щелочи на реакционную смесь образовался голубой осадок, чернеющий при нагревании; б) при действии раствора аммиака образовался синий осадок, растворимый в избытке аммиака с окрашиванием реакционной смеси в желто-бурый цвет?

4. Какой катион присутствует в растворе, если при добавлении к реакционной смеси роданида аммония с изоамиловым спиртом образуется кольцо, окрашенное в ярко-синий цвет?

2. Общая характеристика аналитических групп анионов и анализ смеси анионов

В форме анионов существуют обычно р-элементы четвертой, пятой и шестой групп периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Иногда в виде анионов бывают d-элементы в их высших степенях окисления. Переменная степень окисления указанных элементов обусловливает существование анионов с различными свойствами. Наряду с анионами кислородсодержащих кислот: SО₄^2-, SО₃^2-, S₂О₃, СО₃^2-, РО₄^3-, NО₃^- имеют место анионы бескислородных кислот: Cl^-, Вr^-, J^-, S^2-.

Таблица 2

Классификация анионов по группам

Группа	Анионы	Групповой признак	Групповой реактив
I	SО4^2-, SО3^2-, РО4^3-, S2О3^2-, СО3^2-, CrО4^2-, С2О4^2-	Соли бария и серебра нерастворимы в воде, но растворимы в НNО3, НСl (за исключением ВаSО4)	ВаСl2 в нейтральной или слабощелочной среде
II	Cl^-, Вr^-, J^-, S^2-	Соли бария растворимы, а соли серебра нерастворимы в воде и НNО3	АgNО3 в азотнокислой среде (1:1)
III	NО3^-, NО2^-, СН3СОО^-	Соли бария и серебра растворимы в воде	–

По классификации анионов, основанной на реакциях осаждения, все анионы подразделяют на три аналитические группы.

Лабораторная работа №7. Анионы первой аналитической группы

(SО₄^2-, SО₃^2-, S₂О₃^2-, СО₃^2-, РО₄^3-)

Цель работы: познакомить с основными реакциями на анионы первой аналитической группы.

К первой группе анионов относят сульфат-ион SО₄^2-, сульфит-ион SО₃^2-, тиосульфат-ион S₂О₃, карбонат-ион СО₃^2-, фосфат-ион РО₄^3-, хромат-ион CrО₄^2-, оксалат-ион С₂О₄^2-. В данном пособии рассматриваются и изучаются только SО₄^2-, SО₃^2-, S₂О₃, СО₃^2-, РО₄^3-. Групповым реактивом служит хлорид бария. Осаждение следует проводить в нейтральной или слабощелочной среде, причем S₂О₃^2-ион осаждается только из концентрированных растворов. Все осадки, кроме ВаSО₄, легко растворяются в разбавленных минеральных кислотах (НСl, Н₂SО₄); растворение ВаS₂О₃ сопровождается помутнением раствора в результате выделения свободной серы, при растворении ВаСО₃, ВаSО₃ выделяются соответственно газы СО₂ и SО₂.

Анионы 1 группы с катионами серебра также образуют нерастворимые соли (осаждение SО₄^2- возможно только из концентрированных растворов). Полученные осадки растворимы в разбавленной азотной кислоте.

Для обнаружения анионов устойчивых кислот (SО₄^2-, РО₄^3-) наиболее характерны реакции осаждения, анионы неустойчивых в водных растворах кислот (SО₃^2-, S₂О₃, СО₃^2-) могут быть открыты реакцией разложения. Обнаружение анионов SО₃^2-, S₂О₃, характеризующихся восстановительными свойствами, возможно действием окислителя (в данном случае J₂, КМnО₄).

Все указанные анионы бесцветны.