Методична вказівка

Методична вказівка

до практичних занять для студентів фармацевтичного факультету спеціальності „Фармація”

 

ЗАНЯТТЯ № 5 (практичне – 6 годин)

 

ТЕМА: VІ аналітична група катіонів. Гетерогенні рівноваги.

МЕТА: Вивчити загальні та характерні реакції катіонів VІ аналітичної групи, хід аналізу суміші катіонів VІ аналітичної групи. Вивчити особливості реакцій осадження-розчинення в умовах протікання конкуруючих реакцій.

 

ПРОФЕСІЙНА ОРІЄНТАЦІЯ СТУДЕНТІВ

До VІ аналітичної групи катіонів за кислотно-основною класифікацією належать іони Cu²⁺, Hg²⁺, Co²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺. Усі вони, крім Кадмію і Нікелю є компонентами лікарських засобів різних фармакологічних груп, як от – антисептики, вітаміни, протигрибкові і протимікробні. Вивчення якісних реакцій на ці іони є необхідним для подальшого застосування при ідентифікації даних катіонів у препаратах.

 

ПРОГРАМА САМОПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ

1. Загальні та характерні реакції катіонів VІ аналітичної групи.

2. Систематичний хід аналізу катіонів VІ аналітичної групи.

3. Принципи розрахунку можливості чи неможливості утворення осаду в різних умовах.

4. Поняття фракційного (дробного) осадження, розрахунок послідовності осадження.

5. Вплив фізичних і хімічних чинників на розчинність осадів малорозчинних електролітів.

 

ЗРАЗКИ ТЕСТОВИХ ЗАВДАНЬ ТА СИТУАЦІЙНИХ ЗАДАЧ

1. Осад, який утворюється при взаємодії іонів Cu²⁺ з натрій тіосульфатом має … колір і розчиняється в … кислоті:

A. Жовтий, нітратній.

B. Чорний, нітратній.

C. Білий, хлоридній.

D. Голубий, нітратній.

E. Чорний, ацетатній.

2. При дії водного розчину аміаку у недостатній кількості на розчин, що містить іони меркурію (ІІ) утворюється осад … кольору.

A. Червоного.

B. Білого.

C. Зеленого.

D. Чорного.

E. Фіолетового.

3. У якому розчині неможливо виявити іони Co²⁺ по реакції з амоній тіоціанатом.

A. Co²⁺ і Cu²⁺.

B. Co²⁺ і Hg²⁺.

C. Co²⁺ і Cd²⁺.

D. Co²⁺ і Mn²⁺.

E. Co²⁺ і Fe³⁺.

4. Осади гідрогенфосфатів і фосфатів катіонів шостої аналітичної групи розчинні у:

A. Мінеральних кислотах і лугах.

B. Лугах і аміаку.

C. Лугах, аміаку, мінеральних кислотах.

D. Аміаку, ацетатній кислоті, лугах.

E. Аміаку, мінеральних і ацетатній кислоті.

1.     Розчинність Ферум (ІІІ) гідроксиду становить 2*10^-8 г/л. Розрахувати ДР Ферум (ІІІ) гідроксиду .

2.     Добутки розчинності Плюмбум сульфату 1,6*10^-8 і Плюмбум йодиду 1,1*10^-9. Розрахувати розчинність цих сполук: a) в молях на літр; б) в грамах на літр.

3.     Як впливатиме на розчинність Кальцій оксалату присутність в розчині 0,1 моль/л Калій хлориду?

4.     Яку треба створити концентрацію іонів сульфату в насиченому розчині Кальцій сульфату, щоб зменшити концентрацію іонів Кальцію в 100 раз порівняно з тією, яка характеризує розчинність солі в чистій воді?

5.     Розрахувати розчинність Купрум (ІІ) сульфіду в 0,1 моль/л розчині хлоридної кислоти, якщо мольна частка сульфід-іонів у розчині з такою кислотністю становить 2,5×10^-18.

6.     Обчислити розчинність Цинк сульфіду в 0,01 моль/л розчині хлоридної кислоти, насиченої сірководнем (С_м=0,1 моль/л), якщо мольна частка сульфід-іонів за даної кислотності розчину становить 2,5×10^-16.

7.     Якою повинна бути рівноважна концентрація сульфід-іонів у розчині, щоб концентрація іонів Цинку після пропускання сірководню не перевищувала 10^-6 моль/л? Яке середовище сприятиме створенню такої концентрації сульфід-іонів?

8.     Якою буде концентрація іонів Са²⁺ в розчині по закінченні осадження дією (NH₄)₂C₂O₄, якщо кінцева концентрація осаджувача рівна 0,01 моль/л і осадження проводиться в наступних умовах: A.рН в кінці осадження рівне 4,0, а мольна частка оксалат-іонів становить 0,374; б) рН в кінці осадження рівне 1,0, а мольна частка оксалат-іонів становить 5,4×10^-4.

 

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ НА ТЕСТИ І СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

Тести: 1. B, 2. B, 3. E, 4. E.

Задачі: 1.  , 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , 7. , 8. .

 

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ:

Основні:  1. Кузьма Ю., Ломницька Я., Чабан Н. Аналітична хімія: Навчальний посібник з теоретичних основ аналітичної хімії. – Львів: Видавн. Центр Львівського національного університету імені Івана Франка. – 2001. – С. 51-73.

2. Гайдукевич О.М., Болотов В.В., Сич Ю.В. та ін. Аналітична хімія. – Х.: Основа. – 2000. – С. 91-101, 176-179.

3.http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/pharma_2/classes_stud/аналітична хімія/2 курс/українська/фармація/05 VI аналітична група катіонів. гетерогенні рівноваги.

Додаткові: 1. Жаровський Ф.Г., Пилипенко А.Т., П’ятницький І.В. Аналітична хімія. – К.: Вища школа. – 1982. – С. 51-62.

2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т.1 – М.: Химия, 1976. – С. 63-69.

3. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А. Золотова, Кн. 1. – М.: Высш. шк. – 2002. – С. 192-203.

4. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. – М.: Высш. шк. – 2001. – С. 84-109, 402-417.

5. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Кн. 1. – М.: Высш. шк. – 1982. – С. 109-127.

6. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. – М.: Химия. – 1972. – С. 148-187.

 

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

Груповим реагентом на катіони шостої аналітичної групи є водний розчин аміаку, який осаджує їх у вигляді гідроксидів, основних солей та амідосполук. Ці сполуки розчиняються у надлишку водного розчину аміаку NH₃×Н₂О з утворенням розчинних аміакатів. Фосфати катіонів шостої групи також розчинні в надлишку водного розчину NH₃. Більшість сполук катіонів шостої групи (сульфіди, карбонати, фосфати, силікати та ін.) малорозчинні у воді і багато з них забарвлені (сполуки Купруму, Ніколу, Кобальту).

Загальні реакції катіонів шостої аналітичної групи

Гідрогенфосфати лужних металів і амонію утворюють білі кристалічні осади Кадмій і Меркурій (ІІ) гідрогенфосфатів або фосфатів, голубий – Купруму, фіолетовий – Кобальту, зелений – Ніколу. Наприклад:

Cu²⁺ + HPO₄^2- = CuHPO₄¯.

Осади гідрогенфосфатів і фосфатів катіонів шостої аналітичної групи розчинні в ацетатній та мінеральних кислотах:

2CuHPO₄ + 2CH₃COOH = Cu(H₂PO₄)₂ + Cu(CH₃COO)₂;

Ni₃(PO₄)₂ + 6HCl = 2H₃PO₄ + 3NiCl₂.

Усі фосфати катіонів шостої аналітичної групи розчинні у водному розчині аміаку:

Ni₃(PO₄)₂ + 12NH₃ = 3[Ni(NH₃)₄]²⁺ + 2PO₄^3-.

Купрум гідрогенфосфат і фосфат розчинні в надлишку їдких лугів:

CuHPO₄ + 5NaOH = Na₂[Cu(OH)₄] + Na₃PO₄ + H₂O.

Виконання реакції. До 2-3 крапель досліджуваного розчину того чи іншого катіона шостої аналітичної групи додають стільки ж амоній гідрогенфосфату. Необхідно звернути увагу на колір утворених осадів. Розчинність фосфатів катіонів шостої групи випробовують у хлоридній та ацетатній кислотах, водному розчині аміаку та лугах.

Водний розчин аміаку осаджує катіони шостої аналітичної групи у вигляді гідроксидів або основних солей (гідроксосолей), які розчиняються у надлишку реагенту з утворенням аміачних комплексів:

Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂¯;

Cu(OH)₂ + 4NH₃ + [Cu(NH₃)₄]²⁺ +2OH^–.

Дією кислот аміакати руйнуються:

[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H⁺ = Cu²⁺ + 4NH₄⁺.

Виконання реакції. У пробірку поміщають 2-3 краплі відповідної солі і повільно додають краплями водний розчин аміаку, спостерігаючи за утворенням осаду. Перемішують, додають надлишок реактиву, ще раз перемішують, спостерігають утворення аміакату.

Їдкі луги осаджують катіони шостої аналітичної групи у вигляді гідроксидів Cu(OH)₂, Hg(OH)₂, Co(OH)₂, Cd(OH)₂, Ni(OH)₂, причому Hg(OH)₂ нестійкий і розкладається до HgO:

Hg(OH)₂ = HgO¯ + H₂O.

У конценцентрованих лугах частково розчинний Cu(OH)₂ з утворенням гідроксокупратів.

Реакцію виконують так, як у попередньому досліді.

Характерні реакції іонів Cu²⁺

Водний розчин аміаку, доданий у надлишку, утворює з іонами Cu²⁺ комплексну сполуку інтенсивно-синього кольору:

Cu²⁺ +4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺.

Виконання реакції. До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають краплями водний розчин аміаку, поки не випаде зеленкувато-голубий осад основної солі, який розчиняється у надлишку реагенту. Якщо є Cu²⁺, то розчин забарвлюється у волошково-синій колір.

Калій гексаціаноферат (II) K₄[Fe(CN)₆] при pH<7 утворює коричнево-червоний осад Cu₂[Fe(CN)₆]:

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4– = Cu₂[Fe(CN)₆]¯.

Осад розчинний у водному розчині NH₃ і нерозчинний у розведених кислотах; розкладається лугами, у результаті чого утворюється блакитний осад Купрум гідроксиду. Реакції заважають іони Fe³⁺.

Виконання реакції. До 1-2 крапель досліджуваного розчину додають 1-2 краплі K₄[Fe(CN)₆]. Якщо є іони Cu²⁺, утворюється коричнево-червоний осад Cu₂[Fe(CN)₆].

Натрій тіосульфат Na₂S₂O₃ з іонами Cu²⁺ у кислому середовищі при нагріванні утворює чорний осад Cu₂S:

2Сu²⁺ + 3S₂O₃^2– + H₂O = Cu₂S¯ + S₄O₆^2– + SO₄^2– + 2H⁺.

Реакції заважають іони Hg²⁺.

Виконання реакції. До 10-15 крапель досліджуваного розчину додають 1 моль/л розчин H₂SO₄ до pH 2 і 2-3 кристалики Натрій тіосульфату. Суміш нагрівають до початку кипіння. Якщо є іони Cu²⁺, утворюється чорний осад  Cu₂S.

Характерні реакції іонів Hg²⁺

Металічна мідь (фармакопейна реакція) відновлює іони Hg²⁺ до металу:

Hg²⁺ + Cu = Cu²⁺ + Hg¯.

Виконання реакції. На поверхню мідної пластинки, очищену нітратною кислотою, наносять краплю досліджуваного розчину. Через деякий час розчин з пластинки змивають водою, а пластинку протирають м’якою тканиною або фільтрувальним папером. Поверхня пластинки вкривається тонким шаром ртуті і стає блискучою, якщо у розчині присутні іони Hg²⁺ чи Hg₂²⁺.

Станум (II) хлорид SnCl₂ спочатку відновлює Меркурій (II) хлорид до Меркурію (I) хлориду Hg₂Cl₂ (каломелі) білого осаду, що не розчиняється у воді. Якщо далі додавати SnCl₂, то осад поступово сіріє внаслідок відновлення Меркурію (I) до металічного. Реакції відбуваються за рівняннями:

2HgCl₂ + SnCl₂ = Hg₂Cl₂¯ + SnCl₄;

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ = 2Hg¯ +SnCl₄.

Реакцію проводять у кислому середовищі. Заважають реакції іони Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺, які утворюють з іонами Cl^– малорозчинні осади.

Виконання реакції. 2-3 краплі досліджуваного розчину підкислюють краплею хлоридної кислоти і додають 3-4 краплі свіжовиготовленого розчину SnCl₂. Утворюється білий осад Hg₂Cl₂, який швидко темніє внаслідок виділення металічної ртуті.

Натрій тіосульфат у процесі нагрівання з солями Меркурію (II) в кислому середовищі (pH 2) утворює осад чорного кольору HgS. Осад розчинний у “царській горілці”, в суміші HCl + H₂O₂ або HCl + KI:

HgCl₂ + 3Na₂S₂O₃ + HCl = HgS¯ + 2S¯ + Na₂SO₄ + 4NaCl + 2SO₂­ + H₂O.

Реакції заважають іони Ag⁺, Cu²⁺, Pb²⁺.

Виконання реакції. До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 2-3 краплі 1 моль/л розчину H₂SO₄ і декілька кристалів Na₂S₂O₃. Суміш перемішують і нагрівають майже до кипіння, якщо у розчині присутні іони Hg²⁺ випадає чорний осад.

Натрій гідроксид (фармакопейна реакція) осаджує іони Меркурію (ІІ) з сильно лужних розчинів у вигляді густого жовтуватого кольору осаду (колір HgО):

Hg²⁺ + 2OH^– = Hg(OH)₂¯;

Hg(OH)₂¯ ® HgO¯ + H₂O.

Заважають всі іони, які утворюють осади гідроксидів.

Виконання реакції. До 1-3 крапель досліджуваного розчину додають 2 моль/л розчин Натрій гідроксиду до сильно лужної реакції. Якщо у досліджуваному розчині присутні іони Hg²⁺, утворюється густий жовтуватий осад.

Калій йодид (фармакопейна реакція) осаджує іони Меркурію (ІІ) у вигляді червоного осаду HgI₂, який розчиняється в надлишку реактиву з утворенням Калій тетрайодомеркурату:

Hg²⁺ + 2І^– = HgI₂;

HgI₂ + 2І^– = [HgI₄]^2-.

Заважають іони, які утворюють забарвлені осади йодидів (Pb²⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Bi³⁺ та ін.).

Виконання реакції. До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 1-2 краплі 0,5 моль/л розчину Калій йодиду. Якщо у досліджуваному розчині присутні іони Hg²⁺ спостерігається утворення червоного осаду, який розчиняється при наступному додаванні розчину реагенту.

Водний розчин аміаку з катіонами Hg²⁺ утворює білі осади. З водних розчинів Меркурій (ІІ) хлориду HgCl₂ випадає білий осад складу HgNН₂Cl, з водних розчинів Hg(NО_3­)₂ – білий осад складу [ОHg₂NН₂]NО_3­:

HgCl₂ + NН₃ ® HgNН₂Cl¯ + NН₄Cl;

2Hg(NО_3­)₂ + 4NН₃ + Н₂О ® [ОHg₂NН₂]NО_3­¯ + NН₄NО_3­.

Осади розчиняються в надлишку аміаку (краще при нагріванні), але тільки в присутності солей амонію, з утворенням бінарного комплексного катіона тетраамінмеркурію (ІІ) [Hg(NН₃)₄]²⁺:

HgNН₂Cl + 2NН₃ + NН₄⁺ ® [Hg(NН₃)₄]²⁺¯ + Cl^–;

[ОHg₂NН₂]NО_3­ + 4NН₃ + 3NН₄⁺ ® 2[Hg(NН₃)₄]²⁺ + NО₃^– + Н₂О._­

Виконання реакції. До 3-4 крапель досліджуваного розчину додають 25% розчин аміаку. Якщо спостерігається утворення білого осаду, то до нього додають 3-4 краплі амоній нітрату або амоній хлориду і ще краплями розчин аміаку. Якщо осад розчинився, то в досліджуваному розчині можлива присутність іонів Hg²⁺.

Характерні реакції іона Co²⁺

Амоній тіоціанат NH₄CNS утворює з іонами Co²⁺ комплексний аніон складу [Co(CNS)₄]^2-, який забарвлює розчин в рожевий колір:

Co²⁺ + 4CNS^– = [Co(CNS)₄]^2-.

Якщо до отриманого розчину додати аміловий спирт (або його суміш з диетиловим ефіром), то цей комплексний аніон вилучається (екстрагується) вказаними органічними розчинниками і забарвлює органічний шар в інтенсивний синій колір.

Реакції заважають іони Fe³⁺, які утворюють з тіоціанат-іонами комплексний іон інтенсивно червоного забарвлення.

Виконання реакції. До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 5-7 крапель розчину амоній тіоціанату та 3-4 краплі органічного розчинника (спирт ізоаміловий або його суміш з диетиловим ефіром). Якщо є іони Кобальту, шар органічного розчинника набуває синього забарвлення.

Реактив Ільїнського (a-нітрозо-b-нафтол). При дії реактиву   Ільїнського на розчин, який містить іони Кобальту (ІІ), утворюється об’ємний червоно-бурий осад внутрішньокомплексної солі, в якій іони Кобальту вже перебувають в ступені окиснення +3, внаслідок окиснення їх розчином реактиву.

Реакції заважають іони Fe³⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, які з розчином реактиву дають буровато-чорний осад.

Сo³⁺ + 3C₁₀H₆(NO)OH ® [C₁₀H₆(NO)O]₃Co¯ + 3H⁺

Виконання реакції. 1-2 краплі досліджуваного розчину підкислюють хлоридною кислотою, нагрівають і додають декілька крапель розчину реактиву в ацетатній кислоті (необхідно мати надлишок реактиву) і знову нагрівають. Якщо в розчині є іони Со²⁺, то утворюється осад темно-червоного кольору.

Малі кількості Со²⁺ виявляють крапельним способом: краплю розчину, яка містить Со²⁺, наносять на фільтрувальний папір і додають краплю лужного розчину a-нітрозо-b-нафтолу. В присутності Со²⁺ утворюється пляма червоного кольору.

Нітрозо-R-сіль застосовується для виявлення Кобальту в лікарських препаратах. В кислому середовищі відбувається окиснення Со²⁺ до Со³⁺, який утворює внутрішньокомплексну сполуку з нітрозо-R-сіллю червоного кольору:

Виконання реакції. До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 3-4 краплі розчину нітрозо-R-солі. Якщо присутні іони Со²⁺, то з’являється червоне забарвлення, яке зникає при додаванні невеликих кількостей НCl.

Характерні реакції іонів Cd²⁺

Амоній або Натрій сульфід (NH₄)₂S або Na₂S. Іони Cd²⁺ з сульфід-іонами утворюють жовтий осад Кадмій сульфіду. Реакція відбувається в нейтральному або кислому середовищі:

Cd²⁺ + HS^– = CdS¯ + H⁺.

Реакції заважають іони, які дають забарвлені осади сульфідів, наприклад, Cu²⁺.

Виконання реакції.  До 2-3 крапель досліджуваного розчину додають 1-2 краплі розчину амоній сульфіду. Якщо в розчині є іони Cd²⁺, то випадає жовтий осад Кадмій сульфіду (може бути оранжевого кольору, якщо осадження ведеться з кислих розчинів).

Калій тетрайодобісмутат (ІІІ) K[BiJ₄] розкладається дією іонів Сd²⁺, оскільки останній утворює з йодид-іонами безбарвну комплексну сполуку. При цьому утворюється чорний осад ВіJ₃:

Cd²⁺ + 2K[BiJ₄] ® 2 ВіJ₃¯ + 2K⁺ + CdJ₂.

Реакції заважають Fe³⁺ та іони, які дають нерозчинні йодиди: Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺, Hg²⁺.

Виконання реакції. В пробірку вносять 1-2 краплі солі Bi³⁺, краплями додають Калій йодид спочатку до утворення чорного осаду, який потім у надлишку Калій йодиду розчиняється з утворенням оранжевого розчину. До отриманого розчину додають 2-3 краплі досліджуваного розчину. Якщо присутні іони Cd²⁺, то з’являється чорний осад.

Характерні реакції іонів Ni²⁺

Реактив Чугайова (диметилгліоксим). Іони Ніколу (ІІ) з реактивом Чугайова дають забарвлений в яскраво червоний колір осад внутрішньокомплексної солі.

Реакції заважають іони Fe²⁺, які з розчином реактиву дають забарвлену в  червоний колір розчинну внутрішньокомплексну сіль. Заважають проведенню реакції також всі іони, які з розчином аміаку утворюють забарвлені осади гідроксидів, що можуть маскувати забарвлення осаду з Ніколом.

Ni²⁺ + 4NH₃ ® [Ni(NH₃)₄]²⁺;

Виконання реакції. До 3-4 крапель досліджуваного розчину додають розчин диметилгліоксиму і розчин аміаку до лужної реакції суміші. Для виконання реакції не потрібно додавати дуже багато аміаку, оптимальні умови осадження рН ~ 5-10. Осадження можна виконувати з ацетатного буферного розчину, який має рН ~ 5. Якщо в розчині присутні іони Ніколу, випадає яскравий червоний осад Нікол диметилгліоксимату.

Систематичний хід аналізу суміші катіонів

шостої аналітичної групи (Cu²⁺, Hg²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺)

Шоста аналітична група катіонів по кислотно-основній класифікації містить ті ж катіони, що й третя аналітична група по аміачно-фосфатній класифікації, за виключенням іонів Цинку, які входять в четверту групу, але не входять в ІІІ за аміачно-фосфатною класифікацією.

Для систематичного аналізу пропонують декілька ходів, ми пропонуємо два способи.

І спосіб

1. Відокремлення іонів Hg²⁺ i Cu²⁺. 15-20 крапель розчину катіонів шостої групи підкислюють 1 моль/л розчином H₂SO₄ до рН=2 і додають 2-3 мл 2 моль/л розчину Na₂S₂O₃. Перемішують, нагрівають до кипіння і центрифугують.

      Осад 1                                                                        Розчин 1

HgS, Cu₂S, S                                                    Ni²⁺, Co²⁺, [Cd(S₂O₃)₂]^2-,

                                                         продукти розкладу і окиснення тіосульфату.

Відокремлюють осад від розчину і промивають його гарячою дистильованою водою.

2. Відокремлення Hg²⁺ від Cu²⁺. Осад 1 переносять у фарфорову чашку і обробляють 3 моль/л розчином HNO₃ (тяга !) при нагріванні. У розчин переходять іони Cu²⁺, в осаді залишається Меркурій (ІІ) сульфід.

       Осад 2                                                                        Розчин 2

       HgS, S                                                                       Cu²⁺, HNO₃.

3. Виявлення Cu²⁺. Розчин 2 відокремлюють від осаду і виявляють іони Cu²⁺ однією з реакцій: дією NH₄OH або K₄[Fe(CN)₆].

4. Виявлення Hg ²⁺. Осад 2 промивають гарячою водою і обробляють 2 моль/л розчином хлоридної кислоти в присутності H₂O₂ (кілька крапель 3% розчину). Меркурій (ІІ) сульфід розчиняється з утворенням H₂[HgCl₄]. Розчин продовжують нагрівати до повного розкладу надлишку H₂O₂. Охолоджують і перевіряють присутність іонів Меркурію (ІІ) дією: розчину SnCl₂; на мідній пластинці; розчину KI у лужному середовищі в присутності амонійної солі (реакція Неслера).

5. Осадження гідроксидів Ni²⁺, Co²⁺ і Cd²⁺. Розчин 1 нагрівають у фарфоровій чашці до повного видалення сірководню (контролюють фільтрувальним папірцем, змоченим розчином Плюмбум ацетату). До розчину додають надлишок лугу. В осад переходять гідроксиди Ніколу, Кобальту і Кадмію.

               Осад 3                                                                              

 Ni(OH)₂, Co(OH)₂, Cd(OH)₂.                                                         

Центрифугуванням відокремлюють розчин від осаду.

6. Розчинення гідроксидів Ni²⁺, Co²⁺ і Cd²⁺. Осад 3 промивають дистильованою водою і розчиняють у 2 моль/л ацетатній кислоті. Одержаний розчин іонів Ni²⁺, Co²⁺, Cd²⁺ розділяють на три частини і дробним шляхом виявляють катіони.

Co²⁺ виявляють дією: a – нітрозо – b – нафтолу; нітрозо-R-солі; KSCN у присутності ацетону.

Іони Ni²⁺ виявляють дією реактиву Чугайова – диметилгліоксиму.

Іони Cd²⁺ виявляють дією: розчину K[BiI₄], Натрій сульфіду.

 

Схема аналізу катіонів шостої аналітичної групи

Схема 1

H2SO4

  розчин                                     розчин                           Реакція виявлення

Co²⁺, Ni²⁺,                           Hg²⁺, Co²⁺, Ni²⁺,                    Hg²⁺ з Cu

Cd²⁺                        Na₂S₂O₃   Cu²⁺, Cd²⁺                             Co²⁺ реактивом Ільїнського 

                                                                                           Ni²⁺ з реактивом Чугайова

                       осад           HNO₃      розчин                        Cu²⁺ з NH₃ або K₄[Fe(CN)₆]

                      Cu₂S, HgS                   Cu²⁺

    нагрівання      

                                      

     NaOH                           осад     H₂O₂          розчин         Hg²⁺ з Cu

                                         HgS       HCl           Hg²⁺

 

            

      осад                      CH₃COOH           розчин                    Co²⁺ з реактивом Ільїнського

Cd(OH)₂, NiOHCl,                         Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺            Ni²⁺ з реактивом Чугайова

CoOHCl                                                                               Cd²⁺ з тетрайодобісмутатом

 

ІІ спосіб

Суть другого способу багато у чому подібна з першим, але згідно другого способу застосовується ще декілька реагентів і розділення шостої групи на підгрупи відбувається почергово і підгрупи менші – що найбільше два катіони.

 

Схема аналізу катіонів шостої аналітичної групи

Схема 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суміш катіонів шостої групи обробляють аміаком при нагріванні, внаслідок чого Cu²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺ залишаються в розчині у вигляді аміачних комплексів, а Hg²⁺ і Co²⁺ випадають в осад у вигляді основної солі й амідної сполуки відповідно CoOHCl і HgNH₂Cl. Отриманий осад обробляють 2 моль/л розчином H₂SO₄. При цьому Кобальт гідроксохлорид розчиняється, а аміносполука залишається в осаді. У розчині виявляють іони Co²⁺. Осад HgNH₂Cl обробляють при нагріванні 2 моль/л розчином HNO₃, в отриманому розчині підтверджують присутність іонів Hg²⁺.

Розчин, який містив аміакати Купруму, Ніколу і Кадмію, обробляють 2 моль/л розчином H₂SO_{4 ­}(руйнують аміати і створюють кисле середовище) і 0,5 моль/л розчином Натрій тіосульфату – в осад випадає Cu₂S, а в розчині залишаються іони Cd²⁺, Ni²⁺; їх виявляють, застосовуючи характерні реакції (див. схема 2).

Осад Cu₂S обробляють при нагріванні 3 моль/л розчином HNO₃ (у фарфоровій чашці при нагріванні); в отриманому розчині виявляють іони Cu²⁺, застосовуючи характерні реакції (див. схема 2).

 

ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

 

СТУДЕНТ ПОВИНЕН ЗНАТИ:

1. Загальні та характерні реакції катіонів VІ аналітичної групи катіонів.

2. Хід аналізу суміші катіонів VІ аналітичної групи катіонів.

3. Теоретичні основи процесу осадження-розчинення у водних розчинах, у водних розчинах з високою іонною силою, в присутності однойменного йону, за умов перебігу конкуруючих реакцій.

 

СТУДЕНТ ПОВИНЕН ВМІТИ:

1.                Виявляти катіони VІ аналітичної групи в розчинах характерними реакціями.

2.     Проводити систематичний хід аналізу суміші катіонів VІ аналітичної групи.

3.                Проводити розрахунки розчинності і осадження важкорозчинних електролітів за умови дії на гетерогенну рівновагу різних чинників: іонна сила, конкуруючі реакції.

 

Методичну вказівку склав                                         доц. Л.В. Вронська

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

7 червня 2012 р. протокол № 17