Реакции катионов группы - 1-6

Катионы

группа

Груп.

реагент

Р-ция, эффект, избыток группового реагента

Специфические реакции

I

К⁺

–

–

1. К⁺ + HС₄Н₄О₆^– = КНС₄Н₄О₆ белый крист; р-цию обнаружения ионов К⁺ выполняют в нейтр. среде

Растворимость осадка увелич. при повыш. темпер, поэтому его осажд. способствует охлаждение исследуемого р-ра. Потирание внутри стенки пробирки стекл. палочкой ускоряет выпадение осадка

2. H₂C₄H₄O₆ + K⁺ = KHC₄H₆O₆ + H⁺

NН₄⁺ мешают определению ионов калия (тоже образ. аналогичн. осадок)

3. 2К⁺ + Na⁺ + [Со(NO₂)₆]^3– =К₂Na[Со(NO₂)₆]

Желтый крист. ос, раств. в мин. к-тах, образован нестойк. к-ты при pH<4 NН₄⁺

4. 2К⁺ + РЬ²⁺ + [Сu(NО₂)₆]^4– (нейтр. ср) = К₂РЬ[Сu(NO₂)₆] NН₄⁺

5. соли калия окрашив бесцветное пламя горелки в фиолетовый цвет, а при рассмотрении через синее стекло – в пурпурно красный

I

Na⁺

–

–

1. Na⁺ + [SЬ(ОН)₆] ^– = Na[SЬ(ОН)₆] белый крист. ос, охлажд. р-ра и потирание стекл. палочкой внутр стенки пробирки, в сильнощел. среде осад. не образ

[SЬ(ОН)₆] ^– + H⁺ = H[SЬ(ОН)₆] в кислой ср. реагент разлаг. с образ. б.а.осадка метасурьмяной к-ты HSЬО₃, нейтрал или слабощел среда NН₄⁺

H[SЬ(ОН)₆] = HSЬО₃ + 3H₂O белый аморфный ос

2. соли натрия окрашив бесцветное пламя горелки в желтый цвет

I

NН₄⁺

–

–

1. NН₄⁺ + OH^– = NН₄OH = NН₃ + H₂O газообразный аммиак можно опред: по запаху, по окраш влажной красной лакмус. бумажки в синий цвет (лакмус бумажка не должна касаться стенок пробирки). Р-ция чувствительна и специфична. Определению ионов аммония не мешают другие катионы

2. NН₄⁺ + 2[НgІ₄]^2– + 4OH^– = + 7I^– + H₂O – действие реактива Нессера

желто-бурый или красно-бурый аморфн ос.

В кислой среде реагент разруш с образ. красн.осад. НgS₂, поэтому р-цию провод. в нейтр или щелочн среде. Эта р-ция чрезвыч. чувствит и потому её использ в фарм анализе при опрделен ионов аммония и аммиака как примесей

II

Ag⁺

НCl

1. Аg⁺ + Cl^– = AgCl белый твор.

AgCl + Cl^– = [AgCl₂] ^– образ комплексн.ион

2. AgCl + 2NН_3*Н₂О = [Ag(NН₃)₂]⁺ +2Н₂О + Cl^– серебра хлорид в отлич. от ртути (I) раст-сь в р-ре аммиака. Эту р-цию испол для отделен. AgCl от Hg₂Cl₂. Не рекоменд. добавл. изб. гр. реагента

1. Аg⁺ + 2I^– = AgI₂ малораств. соедин. желтого цв

2. 2 Аg⁺ + CrO₄^2– = Аg₂CrO₄ кирпично-красного цвета

Аg₂CrO₄ + 4NН_3*Н₂О = 2[Ag(NН₃)₂]⁺ + CrO₄^2– + Н₂О легко раств. в р-ре аммиака

2Аg₂CrO₄ + 2Н⁺ = 4Аg⁺ + Cr₂O₇^– + Н₂О хроматы кат II гр. раств. в азотной к-те

3. 2Аg⁺ + SO₄^2– = Аg₂SO₄ белый цв. соли, малораств в воде

4. Аg⁺ + ОН^– = АgOН белый ос

2АgOН = Аg₂О + Н₂О быстро буреет вследств. разлож. с образ. Аg₂О

II

Нg₂²⁺

1. Нg₂²⁺ + 2Cl^– = Hg₂Cl₂ белый

Hg₂Cl₂ + Cl^– = [Hg₂Cl₃] ^– – обр. комн. Не рекоменд. добавл. изб. гр. реагента

2. Нg₂Cl₂ + 2NН_3*Н₂О = [NН₂Hg₂]Cl + NН₄⁺ + Cl^– + 2H₂O

[NН₂Hg₂]Cl₂ = NН₂HgCl + Hg Чернеет вследств. образ. мелко дисперсной металлической ртути. Эти р-ции испол. Для обнар. ионов Нg₂²⁺

1. Нg₂²⁺ + 2ОН^– = Нg₂O+ Н₂О все гидрокс. и оксиды катионов II гр. раств. в азотной к-те

2. Нg₂²⁺ + 2S^– = Нg₂S₂ ртуть(I) йодид реагир. с избыт. реагента с образ. растворимого компл. И черн.осад. метеллич. ртути:

Нg₂S₂ + 2S^– = [НgS₄]^2– + Hg

3. Нg₂²⁺ + CrO₄^2– = Hg₂CrO₄

4. Нg₂²⁺ + SO₄^2– = Нg₂SO₄ соль белого цв., малораств в воде

II

Pb²⁺

Pb²⁺ + 2Cl^– = PbCl₂ белый ос

Осад. хлоридов катионов II гр. частично раств. в избытке конц. хлороводород. к-ты с образ. компл.:

PbCl₂ + 2Cl^– = [PbCl₃] ^– – в связи с этим не рекоменд. добавл. изб. гр. реагента

PbCl₂ - растворяется в горячей воде

1. Pb²⁺ + 2I^– = PbI2 Золотисто-желтого цвета, раств. в горячей воде и уксусной к-те

2. Pb²⁺ + CrO₄^2– = Pb₂CrO₄ желтого цв.

Pb₂CrO₄ + 4РЬ(ОН)₂ = [РЬ(ОН)₄] ^2– + CrO₄^2– раствор. в р-рах NaOH или KOH

3. Pb²⁺ + SO₄^2– = PbSO₄ соль белого цв., малораств в воде

PbSO₄ + 4ОН^– = [РЬ(ОН)₄] ^2– + SO₄^2– раствор. в к-тах и 30% р-ре аммония ацетата:

PbSO₄ + 2CH₃COO^– = [Pb(CH₃COO)_{2 *} PbSO₄] + SO₄^2–

4. РЬ(ОН)₂ + 2ОН^– = [РЬ(ОН)₄] ^2– –имеет аморфн. св-ва и раствор. в избытке реагента

III

Ва²⁺

H₂SO₄

+ C₂H₅OH

Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄ белый крист.

не растворяется в кислотах и щелочах

1. Ba²⁺ + CrO₄^2– = BaCrO₄

2BaCrO₄+ 2H⁺ = 2Ва²⁺ + Cr₂O₇^2– + Н₂О растворяется в сильных кислотах (HCl)

2. Ba²⁺ + C₂O₄^2– = BaC₂O₄ белый крист. ос

BaC₂O₄+ 2H⁺ = Ва²⁺ + Н₂C₂O₄ все осад. III гр. раствор. в сильн. к-тах, но не раств в разб. уксусн. к-те. Эти св-ва испол. для обнаруж ионов Ca²⁺. Обнаруж. мешают ионы Ва²⁺ и Sr²⁺

3. соли бария окраш. пламя в желто-зеленый цвет

2Ba²⁺ + Cr₂O₇^2– + Н₂О = 2BaCrO₄+ 2H⁺ - только на катионы Ba²⁺ (Cr₂O₇)

III

Sr²⁺

Sr²⁺ + SO₄^2– = SrSO₄ белый крист.

не растворяется в кислотах и щелочах

1. Sr²⁺ + CrO₄^2– = SrCrO₄

2SrCrO₄+ 2H⁺ = 2Sr²⁺ + Cr₂O₇^2– + Н₂О

SrCrO₄ + CH₃COOH = Sr²⁺ + НCrO₄^– + CH₃COO^– – это св-во использ. Для отделения и обнаруж. катиона Ba²⁺ а присутств. катионов Sr²⁺ и Ca²⁺

В уксусн. к-те при действ. р-ра K₂CrO₄ на смесь кат. III ан. гр. образ. только осад. BaCrO₄

2. Sr²⁺ + C₂O₄^2– = SrC₂O₄ белый крист. ос

3. соли стронция окраш. пламя в карминово-красный цвет

III

Ca²⁺

Ca²⁺ + SO₄^2– = CaSO₄ белый крист. (крупн)

раств. в (NH₄)₂SO₄:

CaSO₄ + SO₄^2– = [Ca(SO₄)₂] ^2–

Использ. для отдел. ионов Ca²⁺

1. Ca²⁺ + C₂O₄^2– = CaC₂O₄ белый крист.

2. соли кальция окраш. пламя в кирпично-красный цвет

Кальция хромат хорошо раствор в Н₂О (S_CaSO4 = 2,7_*10^–2 моль/дм³)

Катионы

группа

Груп.

реагент

Р-ция, эффект, избыток группового реагента

Специфические реакции

IV

Al³⁺

NaOH +

H₂O₂

Al³⁺ + 3OH⁻ = Al(OH)₃ белый осадок

Al(OH)₃ + 3OH⁻ = [Al(OH)₆]³⁻

1. Действие ализарина

"Алюминиевый лак", соль ярко-красного цвета

2. Al³⁺ + CH3COO^– = Al(OH)₂CH₃COO  белый осадок при нагревании

3. 4Al(OH)₃  + 2Co(NO₃)₂ = 2Co(AlO₂)₂ + 4NO₂ + O₂ + 6SO₃

«тенарова синь» сухой способ

[Al(OH)₆]³⁻ + 3NH₄⁺ = Al(OH)₃ + 3NH_3*H₂O

Обнаруживают ионы Al³⁺ после отделен. их от др. кат

IV

Sn²⁺

Sn²⁺ + 2OH⁻ = Sn(OH)₂ белый, раств в избытке

Sn(OH)₂ + 4OH⁻ изб = [Sn(OH)₆]⁴⁻ белый р-р

[Sn(OH)₆]⁴⁻ + H₂O₂ = [Sn(OH)₆]²⁻ + 2OH⁻

[Sn(OH)₆]^4– + 4H₂O =H₄[Sn(OH)₆]^2– + 4OH⁻

нестойк, разруш

При кипячен. нитрат гидролиз

IV

Sn(IV)

[SnCl₆]²⁻ + 4OH⁻ = Sn(OH)₄ + 6Cl^– белый р-р

–

IV

As(III)

AsO₃^3– + H₂O₂ = AsO₄^3– + H₂O бесц. р-р

6Ag⁺ + AsH₃ +3H₂O = AsO₃^3– + 6Ag + 9H⁺

3H₃PO₂ + 2AsO₃^3– +6H⁺ = 2As + 3H₃PO₃ + 3H₂O Ф.р

IV

As(V)

–

1. AsO₄^3– + 4Zn⁰ + 11H⁺ = AsH₃ + 4Zn²⁺ + 4H₂O

2. AsH₃ + HgCl₂ = AsH₂(HgCl) + H⁺ +Cl^–

AsH₃ + 2HgCl₂ = AsH(HgCl)₂ + 2H⁺ +2Cl^–

AsH₃ + 3HgCl₂ = As(HgCl)₃ + 3H⁺ +3Cl^–

Продукты от желтого до бурого цвета

3. AsH₃ + As(HgCl)₃ = As₂Hg₃ + 3H⁺ +3Cl^–

Реакция высоко чувствительная

IV

Cr³⁺

Cr³⁺ + 3OH⁻ = Cr(OH)₃

Cr(OH)₃ + 3OH⁻ изб = [Cr(OH)₆]³⁻

2[Cr(OH)₆]³⁻ + 3H₂O₂ = 2CrO₄²⁻ + 8H₂O + 2OH⁻

1. [Cr(OH)₆]³⁻ + 3H₂O = H₃[Cr(OH)₆] + 3OH⁻

При кипячении гидролизуется

2. Cr₂O₇^2– + 4H₂O₂ + 2H⁺ = 2H₂CrO₆ + 3H₂O

3. 3Na₂B₄O₇ + 2Cr(OH)₃ = 2Cr(BO₂)₃ + 6NaBO₂ + 3H₂O

перлы изумрудно-зел.

IV

Zn²⁺

Zn²⁺ + 2OH⁻ = Zn(OH)₂ белый осадок,

Zn(OH)2 + 2OH⁻ изб = [Zn(OH)₄]²⁻  бесцвет.

1. [Zn(OH)₄]²⁻ + 2NH₄⁺ = Zn(OH)₂ + 2NH_3*H₂O

Zn(OH)₂ + 4NH_3*H₂O = [Zn(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O + 2OH⁻

2. 3Zn²⁺ + 2K⁺ + 2[Fe(CN)₆] ^4- = K₂Zn[Fe(CN)₆] ₂

Белый ос, раств в HCl для обнаруж Zn²⁺ в присутв

ионов алюминия, кот. С этим р-ром образ осадок

3. Действие дитизона

Соль ярко- красного цвета

V

Mg²⁺

NH_3*Н₂О

1. Mg²⁺ + 2NH_3*Н₂О = Mg(OH)₂ + 2NH₄⁺ белый

2. Mg²⁺ + НРО₄^2– + NH_3*H₂O = MgNH₄PO₄ + Н₂О

Белый кристаллический осадок

1. Mg²⁺ + 2ОН^– = Mg(OH)₂ белый осадок

2. Mg(OH)₂ + 2NH₄⁺ = Mg²⁺ + 2NH_3*Н₂О

Гидроксиды магния, марганца ll и Fe²⁺ раствор в насыщ. р-ре HCl

Р-ция отделения катионов Mg²⁺ от других катионов V гр

V

Sb (lll)

подвергаются

гидролизу

1. [SbCl₆]³⁻+ 3NH_3*Н₂О = Sb(OH)₃ + 6Cl^– + 3NH₄⁺

2. [SbCl₆]^3– + H₂O = SbOCl¯ + 5Cl^– + 2H⁺

Раствор. в к-тах, белый осад. основных солей

1. [SbCl₆]³⁻+ 3OH^– = Sb(OH)₃ + 6Cl^–

белый осад, все гидр. V гр. раств в к-тах

2. Sb(OH)₃ + 3OH^– изб = [SbCl₆]³⁻

[Sb(OH)₅] + OH^– = [SbCl₆]⁻

V

Sb (V)

1. [SbCl₆]⁻+ 5NH_3*Н₂О = HSbO₃ + 6Cl^– + 5NH₄⁺ +2H₂O

2. [SbCl₆]^– + 2H₂O = SbO₇Cl + 5Cl^– + 4H⁺

Раствор. в к-тах, белый осад. основных солей

1. [SbCl₆]⁻+ 5OH^– = Sb(OH)₅ + 6Cl^– Белый амф осадок

2. Sb(OH)₅ = HSbO₃ + 2Н₂О белый осадок

V

Bi³⁺

1. Bi³⁺ +2NH_3*H₂O + Cl⁻ = Bi(OH)₂Cl + 2NH₄⁺

Bi(OH)₂Cl = BiOCl + H₂O белый осадок

2. Bi³⁺ + H₂O + NO₃⁻ = BiONO₃ + 2H⁺ белый ос

Раствор. в к-тах

Bi³⁺ + 3OH⁻ = Bi(OH)₃ белый аморфн осадок

2Bi(OH)₃ + 3[Sn(OH)₆]⁴⁻ = 2Bi+ 3[Sn(OH)₆]²⁻ +6OH⁻

V

Fe²⁺

Fe²⁺+ 2NH_3*Н₂О = Fe(OH)₂ + 2NH₄⁺

1. Fe²⁺ + 2ОН^– = Fe(OH)₂

2. 3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3– = Fe₃[Fe(CN₆)]₂

синий осадок «турнбулевой сини»

Fe₃[Fe(CN)₆]₂ + 6ОН^– = 3Fe(OH)₂ + 2[Fe(CN)₆)]^3–

Осадок в к-тах не раств. , в щелочах разлагается

V

Fe³⁺

Fe³⁺ + 3NH_3*Н₂О = Fe(OH)₃ + 3NH₄⁺

1. Fe³⁺ + 3ОН^– = Fe(OH)₃ красно-бурый ос

Fe(OH)₃ + 3Н⁺ = Fe³⁺ + 3Н₂О

2. 4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4– = Fe₄[Fe(CN)₆]₃

темно-синий ос.  «берлинской лазури» pH=3

Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12OH^– = 4Fe(OH)₃ + 3[Fe(CN)₆]^4– в щелочах- разлаг

3. Fe³⁺ + 3NCS^–  [Fe(NCS)₃]

4. при pH= 1,8-2,5 +

при pH= 4-8 ^–

при pH= 8-11 ^3–

V

Mn²⁺

Mn²⁺ + 2NH_3*Н₂О = Mn(OH)₂ + 2NH₄⁺

Mn²⁺ + 2ОН^– = Mn(OH)₂ белый аморфн осадок

Катионы

группа

Груп.

реагент

Р-ция, эффект, избыток группового реагента

Специфические реакции

VI

Cu²⁺

NH_3*H₂O

или

NH₃OH

1. 2Cu²⁺ + 2NH_3*H₂O + SО₄^2– = (CuОH)₂SО₄ + 2NH₄⁺

(CuOH)₂SO₄ + 8NH_3*H₂O = 2[Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2– + 2OН^– + 8H₂О Синий р-р

[Cu(NH₃)₄]²⁺ +4Н⁺ = Cu²⁺ +4NH₄⁺

При действии к-т аммиачные комплексы VI гр разрушаются

2. Cu(OH)₂ + 2OH^– изб= [Cu(OH)₄]^2– + 2H₂O

Частично раств

1. 2Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂ голубой цв

2. S₂O₃^2– + H₂O = H₂S + SO₄^2–

2Cu²⁺ + H₂S + = Cu₂S + S + 4Н⁺

2Cu²⁺ + 2S₂O₃^2– + 2H₂O = Cu₂S + S + 2SO₄^2– + 4Н⁺

S раств в HNO₂

3Сu₂S + 4NO₃^– + 16H⁺ = 6Cu²⁺ + 3S+ 4NO + 8H₂O

Р-р при нагрев с этой реакц отделяют Сu₂S от HgS

VI

Hg²⁺

1. Hg²⁺ + 2NH_3*H₂О + Cl^– = [NH₂Нg]Cl + NH₄⁺ + 2H₂О

2. [NH₂Hg]Cl + 3NH_3*H₂O = [Hg(NH)₃)]²⁺ + Cl^– + OH^– + 2H₂O Бесцветный р-р

1. Hg²⁺ + 2OH^– = Hg(OH)₂ Белого цв

Hg(OH)₂ = HgO + Н₂О

2. Hg²⁺ + S₂O₃^2– + Н₂O = HgS + SO₄^2– + 2H⁺

HgS + Br₂ + 2Cl^– = [HgCl₂] + 2Br^– + S

3. Hg²⁺ + 2І^– = HgІ₂ оранж-красного цв

HgІ₂ + 2І^– = [HgІ₄]^2– К = 1,5_*10^–39

VI

Co²⁺

Co²⁺ + NH_3*H₂O + Сl ^– = Со(ОH)Cl + NH₄⁺

Со(ОН)Cl + 6NH_3*H₂O доб.изб = [Co(NH₃)₆]²⁺ + Cl^– + ОН^– + 6H₂O

Оранжево-коричневый р-р

1. Cо²⁺ + Cl^– + OH^– = Co(OH)Cl

Co(OH)Cl + OH^– изб= Co(OH)2 + Cl^–

2. 2NH₄⁺ + Со²⁺ + 4NCS^– = (NH₄)₂[Cо(NCS)₄] синяя окр

VI

Ni²⁺

2Ni²⁺ + 2NH_3*H2О + SO4^2– = (NiOH)₂SO₄ + 2NH₄⁺

(NiOH)₂SO₄ + 12NH_3*H₂O = 2[Ni(NH₃)₆]²⁺ + SO₄^2– + 2OН ^– + 12H₂О

1. Ni²⁺ + 2OH^– = Ni(OH)₂

Ni(OH)₂ + 2H⁺ = Ni²⁺ + 2H₂O

Все гидрокс. VI гр раств в к-тах

2. действие реактива Чугаева (Диметилглиоксима):

Силективная р-я для опред катионов Ni²⁺

красный осадок соли