Катіони хрому(ііі).

0,25 М розчин солі Cr³⁺ дає з NaOH сіро-зелений (з фіолетовим відтінком) осад амфотерного гідроксиду, який розчиняється у надлишку NaOH з утворенням зеленого розчину. Але при додаванні 2 М NН₄СІ і нагріванні знову утворюється осад Cr(OH)₃↓ зелений, а не білий, як з алюмінієм. Для виявлення хрому (ІІІ) його окиснюють до хрому (VI). У лужному середовищі як окисник використовують 3% пероксид водню Н₂О₂:

2 Na[Cr(OH)₄] + 3 Н₂О₂ + 2 NaOH = 2 Na₂CrO₄ + 8 Н₂О,

Виконання: у ту пробірку, де у попередньому досліді з груповим реагентом утворилася зелена комплексна сполука Na[Cr(OH)₄], (обережно!) додавати Н₂О₂ і після бурхливої реакції нагрівати майже до кипіння поки зелене забарвлення перейде у чисто жовте. Для підтвердження утворення хромат-іону частину жовтого розчину відлити у чисту пробірку, додати СН₃СООН до слабо кислого середовища і кілька крапель 0,5 н. ВаСІ₂. Спостерігати утворення жовтого осаду хромату барію (див. реакції катіонів 2-ї групи):

Na₂CrO₄ + ВаСІ₂ = ВаCrO₄↓ + 2 NaСІ

Лабораторна робота № 7

Реакції катіонів шостої аналітичної групи Co²⁺, Ni²⁺,Cu²⁺, Cd²⁺

Груповий реагент NН₄OH (2 М)осаджує катіони шостої аналітичної групи у вигляді основних солей, які з надлишком реагенту перетворюються у розчинні комплексні сполуки – аміакати:

2 CoSO₄ + 2 NH₄OH = (CoOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

2 NiSO₄ + 2 NH₄OH = (NiOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

2 CuSO₄ + 2 NH₄OH = (CuOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

2 CdSO₄ + 2 NH₄OH = (CdOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

(CoOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 10 NH₄OH = 2 Co(NH₃)₆SO₄ + 8 H₂O

(NiOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 10 NH₄OH = 2 Ni(NH₃)₆SO₄ + 8 H₂O

(CuOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6 NH₄OH = 2 Cu(NH₃)₄SO₄ + 8 H₂O

(CdOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6 NH₄OH = 2 Cd(NH₃)₄SO₄ + 8 H₂O

Утворюються розчини різного кольору: з кадмієм (ІІ) – безбарвний, з кобальтом (ІІ) – брудно-жовтий, з купрумом (ІІ) і нікелем (ІІ) – сині.

Виконання: у 4-ри чисті пробірки взяти по 2 – 3 краплі розчинів: у першу – солі кобальту (ІІ), у другу – солі нікелю (ІІ), у третю – солі купруму (ІІ), у четверту – солі кадмію (ІІ). Додавати у кожну поступово по краплях концентрований розчин NН₄OH, спостерігати утворення різного кольору розчинів комплексних аміакатів катіонів 6 групи. Пробірку з безбарвним розчином аміакату кадмію залишити для подальших дослідів (не мити!)

Катіони кобальту Со²⁺

1. Роданід амонію NH₄SCN_{насичений} (тіоціанат амонію ) утворює з іонами кобальту комплексну сполуку синього кольору:

Co(H₂O)₆²⁺ + 4 SCN^–  Co(SCN)₄^2– + 6 H₂O

у водному розчині катіони кобальту оточені шістьма молекулами води і розчин має рожевий колір, якщо ж навколо кобальту координуються чотири ліганди, такий комплекс набуває синього забарвлення. Роданід кобальту нестійкий і при розведенні розчину водою синє забаравлення зникає. Тому потрібно брати великий надлишок роданіду і екстрагувати продукт реакції органічним розчинником (аміловим спиртом), у якому відсутня конкуренція між молекулами води і тіоцанат-іонами. Екстракція стабілізує продукт реакції і підвищує її чутливість.

Виконання: у чисту пробірку взяти 2 – 3 краплі0,5 н. розчину солі кобальту (ІІ), і додати 4 – 5 крапель насиченого розчинуNH₄SCN. Спостерігати поступову зміну рожевого забарвлення розчину на синє. Додати 5 – 6 крапель амілового спирту, закрити пробірку і добре збовтати. При відстоюванні і розшаруванні спостерігати інтесивно синє забарвлення верхньогоорганічногошару.

Катіони нікелю Ni²⁺.

1. Диметилгліоксим H₂Dm (диметилдіоксим) у присутності аміаку утворює з 0,5 ню розчином солі Ni²⁺ сполуку червоного (темно-рожевого) кольору:

2 H₂Dm + Ni²⁺ + NH₄OH → Ni(HDm)₂↓ + 2 NH₄⁺ + 2 H₂O.

Катіон нікелю взаємодіє з двома молекулами диметилгліоксиму і витісняє з кожної по одному іону водню, які потрібно зв’язати аміаком (аміак додається під час приготування розчину диметилгліоксиму), оскільки сильнокисле середовище заважає реакції. Осад розчиняється у сильних кислотах і лугах. Реакції заважають іони Fe³⁺, Fe²⁺ і Sn²⁺. Іон Fe³⁺ у слабколужному (аміачному) середовищі утворює бурий осад Fe(ОН)₃. Іони Fe²⁺ i Sn²⁺ утворюють з диметилгліоксимом сполуки брудно-червоного кольору. При поступовому окисненні Fe²⁺ до Fe³⁺ (киснем повітря) червоне забарвлення зникає, залишається буро-коричневе. Тому реакцію виконують на фільтрувальному папері у присутності фосфату, який зв’язує ферум (ІІІ).

Виконання: не капати, а тільки доторкнутися піпеткою з розчином, який може містити іони Ni²⁺ і зачекати, поки утвориться кругла пляма. За межами цієї плями до сухого паперу доторкнутися піпеткою з розчином диметилгліоксиму і зачекати, поки пляма розчину диметилгліоксиму, що буде утворюватись навколо піпетки, перетнеться з плямою досліджуваного розчину, де і повинен утворитися осад характерного кольору. Якщо удосліджуваном розчині є іонNi²⁺, то на периферії плями з’являється червоне (темно-рожеве) забарвлення. Якщо присутній також іонFe²⁺, то забарвлення буде брудно-червоним. Тодіпотрібнозачекати, поки пляма висохне. Червоне забарвлення, яке диметилгліоксим утворює з іономFe²⁺, переходить у світло-коричневе, а з Ni²⁺ – залишається червоним. Катіони Cu²⁺ утворюють з диметилгліоксимом розчинну сполуку бурого кольору, який заважає відкриттю Ni²⁺. Тому у досліджуваному розчині спочатку потрібно відкритикатіони Cu²⁺, а якщо вони відсутні, шукати Ni²⁺.

Катіони купруму (ІІ) Cu²⁺

1. Гексаціаноферат(ІІ) калію K₄Fe(CN)₆ (1 н.) утворює з катіонами

купруму червоно-коричневий осад:

2 Cu²⁺ + Fe(CN)₆^4– = Cu₂Fe(CN)₆

який не розчиняється у розведених кислотах, але розчиняється у NH₄OH.

При малій концентрації купруму (ІІ) осад не утворюється, але розчин забарвлюється у рожевий колір. Ця реакція на купрум (ІІ) більш чутлива, ніж реакція з аміаком.

Виконання: у чисту пробірку взяти 2 – 3 краплі 0,5 н. розчину солі купруму (ІІ), і додати 4 – 5 крапель 1 н. розчину K₄Fe(CN)₆. Спостерігатиутворення червоно-коричневого осаду. Катіони Cо²⁺ і Ni²⁺ дають з реагентом зелений та світло–зелений осади, які не заважають відкриттю Cu²⁺.

Катіони кадмію Cd²⁺

1. Pозчин Na₂S осаджує катіони кадмію у вигляді жовтого осаду сульфіду кадмію:

CdSO₄ + Н₂S = CdS↓ + Н₂SO₄

Виконання: у чисту пробірку взяти 2 краплі 2 М розчину HCl, краплю 0,25 М розчину CdSO₄ (або CdCl₂), додати насичений розчин Na₂S. Спостерігати утворення жовтого осаду.

Реакції заважають усі катіони, які утворюють забарвлені сульфіди, зокрема CuS, NiS, CoS – чорного кольору, MnS – жовто-рожевий (тілесний). Катіони цинку не заважають реакції: жовтий сульфід кадмію зручно спостерігати на фоні білого сульфіду цинку.