Lp. Odczynnik Równanie reakcji Efekt działania Rozpuszczalność osadu. osad,

Transkrypt

1 Pierwsza grupa analityczna CHARAKTERYSTYKA GRUPY Kationy I grupy wytrącają chlorki trudno rozpuszczalne w wodzie i w rozcieńczonych kwasach. Rozpuszczalność chlorków jest różna. Maleje w szeregu: Pb 2, Ag, Hg 2 2. Różnice są znaczne, kation ołowiu(ii) nie wytrąca się całkowicie w postaci chlorku i częściowo, w toku analizy, przechodzi do następnej II grupy analitycznej. Wodorotlenki, węglany, siarczki i siarczany(vi) są w wodzie trudno rozpuszczalne. Wszystkie azotany(v) są rozpuszczalne w wodzie. REAKCJE KATIONU SREBRA(I) Srebro w większości związków jest pierwiastkiem jednowartościowym. Sole srebra nie ulegają hydrolizie. Nierozpuszczalne w wodzie sole srebra rozpuszczają się w roztworze, tiosiarczanu (VI) i cyjanku tworząc jony kompleksowe: [Ag(NH 3 ) 2 ], [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3-, [Ag(CN) 2 ] -. W tabeli są zestawione reakcje charakterystyczne dla kationu srebrowego. 1 kwas solny Ag Cl - AgCl biały, serowaty w roztworach: NH 3aq, stęż., ciemniejący HCl, Na 2 S 2 O 3 pod wpływem światła Ag OH - AgOH biały, w roztworach: NH 3aq, HNO 3 sodu lub 2AgOH Ag 2 O H 2 O brunatniejący 3 wodny roztwór 2Ag 2NH 3 H 2 O brunatny w nadmiarze NH 3aq Ag 2 O 2NH 4 H 2 O 4 jodek 2Ag I - AgI żółty w roztworach: KCN, Na 2 SO 3, KI 5 chromian (VI) 2Ag CrO 2-4 czerwonobrunatny w roztworach: NH 3aq, HNO 3 Ag 2 CrO 4 6 formaldehyd 2[Ag(NH 3 ) 2 ] HCHO ogrzewanie 2H 2 O 2Ag 4NH 4 powoduje w stężonym HNO 3 HCOO - OH - powstanie lustrzanego nalotu REAKCJE KATIONU OŁOWIU(II) Ołów w związkach jest dwuwartościowy lub cztero wartościowy. Jony Pb 2, w przeciwieństwie do Ag, nie mają tendencji do tworzenia związków kompleksowych z NH 3 i KCN. Wodorotlenek ołowiu(ii) ma charakter amfoteryczny. Chlorek, bromek i jodek ołowiu rozpuszczają się nieznacznie, siarczan(vi) i chromian(vi) praktycznie się nie rozpuszczają w wodzie. W tabeli są zebrane reakcje charakterystyczne kationu ołowiu(ii). 1 kwas solny Pb 2 2Cl - PbCl 2 biały, krystaliczny w gorącej wodzie, sodu lub Pb 2 2OH - Pb(OH) 2 biały w nadmiarze OH -

2 3 wodny roztwór Pb 2 2NH 3 H 2 O Pb(OH) 2 2NH 4 H 2 O Pb 2 NH 3 H 2 O NO 3 - Pb(OH)NO 3 NH 4 biały biały w nadmiarze odczynnika nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika 4 kwas siarkowy Pb 2 SO 2-4 PbSO 4 biały w stężonym H 2 SO 4, mocnych zasadach, roztworze octanu amonu (CH 3 COONH 4 ) 5 jodek Pb 2 2I - PbI 2 żółty w gorącej wodzie 6 chromian (VI) 7 rodizonian sodu fioletowoczerwony REAKCJE KATIONU RTĘCI(I) Pb 2 CrO 2-4 PbCrO 4 żółty w roztworach: mocnych zasad, HNO 3 Rtęć tworzy sole na I i II stopniu utlenienia. Kation rtęci na I stopniu utlenienia występuje w roztworach, w postaci bezbarwnego jonu Hg 2 2. Większość związków tego kationu jest trująca i podczas prażenia się ulatnia. Reakcje charakterystyczne kationu rtęci(i) są zebrane w tabeli. 1 kwas solny Hg 2 2 2Cl - Hg 2 Cl 2 biały, czernieje pod wpływem bezpostaciowy NH 3, sodu lub Hg 2 2 2OH - HgO Hg H 2 O czarny w stężonym HNO 3 3 wodny roztwór 4Hg 2 2 4NH 3 H 2 O czarny NO - 3 [Hg 2 O(NH 2 )]NO 3 (azotan(v) amidotlenortęci(ii)) 2Hg 3NH 4 3H 2 O 4 jodek Hg 2 2 2I - Hg 2 I 2 żółty rozkład przy nadmiarze odczynnika 5 metaliczna Hg 2 2 Cu 2Hg srebrzysty nalot w stężonym HNO 3 Cu 2 miedź 6 chlorek cyny(ii) Hg 2 2 Sn 2 2Hg Sn 4 czarny lub szary 7 difenylokarbazyd niebieskofioletowe zabarwienie Druga grupa analityczna CHARAKTERYSTYKA GRUPY w stężonym HNO 3 Druga grupa kationów podzielona została na dwie podgrupy: A i B. Siarczki podgrupy A: HgS, PbS, CuS, CdS, Bi 2 S 3 o charakterze zasadowym nie rozpuszczają się w zasadach ani w siarczku anionu. Siarczki podgrupy B: SnS, SnS 2, As 2 S 3, As 2 S 5, Sb 2 S 3, Sb 2 S 5 mają charakter amfoteryczny i ulegają rozpuszczaniu w zasadach i siarczku amonu z wytworzeniem odpowiednich tiosoli.

3 REAKCJE KATIONU RTĘCI(II) W odróżnieniu od kationu Hg(I) kation Hg(II) daje rozpuszczalny w wodzie chlorek, siarczek natomiast należy do najtrudniej rozpuszczalnych związków, a jodek, siarczan, tiocyjanek są trudno rozpuszczalne w wodzie. W tabeli są podane reakcje charakterystyczne rtęci(ii). 1 siarkowodór Hg 2 S -2 HgS czarny, w wodzie królewskiej 2Hg 2 OH - 2Cl - czerwony w rozcieńczonych kwasach sodu lub Hg 2 OCl 2 H w nadmiarze odczynnika: Hg 2 2OH - HgO żółty H 2 O 3 wodny roztwór 2Hg 2 4NH 3 H 2 O biały w kwasach NO - 3 [Hg 2 O(NH 2 )]NO 3 (azotan(v) amidotlenortęci(ii)) 3NH 4 3H 2 O Hg 2 2NH 3 H 2 O 2Cl - biały w kwasach NH 4 Cl - HgNH 2 Cl 2H 2 O chlorek amidortęci(ii) 4 jodek Hg 2 2I - HgI 2 czerwony w nadmiarze odczynnika 5 chromian Hg 2 CrO 2-4 HgCrO 4 6 chlorek cyny(ii) 2Hg 2 Sn 2 8Cl - 2- Hg 2 Cl 2 SnCl 6 REAKCJE KATIONU MIEDZI(II) Hg 2 Cl 2 Sn 2 4Cl - 2Hg SnCl 6 2- czerwonobrunatny biały szary w rozcieńczonych kwasach w stężonym HNO 3 Miedź tworzy dwa szeregi związków na I i II stopniu utlenienia. Związki Cu(I) są nietrwałe i łatwo ulegają utlenieniu do Cu(II). W roztworach wodnych są trwałe jony kompleksowe, takie jak: [CuCl 2 ] -, [Cu(NH 3 )]. Jon Cu 2 w roztworze wodnym przyjmuje barwę niebieską wskutek tworzenia się akwakompleksu. Jony Cu 2 mają dużą łatwość tworzenia jonów kompleksowych, w których przeważnie wykazują liczbę koordynacyjną równą 4. Trudno rozpuszczalne związki miedzi(ii) to: siarczek, tlenek, wodorotlenek, fosforan(v), zasadowy węglan. Reakcje charakterystyczne kationu Cu(II) są zebrane w tabeli. 1 siarkowodór Cu 2 S -2 CuS czarny, w gorącym 30% HNO 3, w roztworze KCN sodu Cu 2 2OH - Cu(OH) 2 CuO H 2 O niebieski czerniejący przy ogrzewaniu w kwasach, NH 3aq 3 wodny roztwór 2Cu 2 2NH 3 H 2 O SO 4-2 Cu 2 (OH) 2 SO 4 2NH 4 Cu 2 (OH) 2 SO 4 niebieski niebieski roztwór w nadmiarze odczynnika

4 8NH 3 H 2 O 2OH - SO 2-4 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2 8H 2 O 4 jodek 2Cu 2 4I - 2CuI 2 Cu 2 I 2 I 2 5 fosforan(v) chlorek amonu 6 heksacyjanożelazian (II) Cu 2 HPO 4 2- NH 4 H CuNH 4 PO 4 2Cu 2 [Fe(CN) 6 ] 4- Cu 2 [Fe(CN) 6 ] heksacyjanożelazian(ii) miedzi(ii) REAKCJE KATIONU BIZMUTU(III) czarny szybko rozkładający się na biały i brunatnienie jasnoniebieski czerwonobrunatny w kwasach w kwasach, stęż. NH 3aq w roztworze NH 3aq, NaOH Bizmut tworzy dwa szeregi związków, na V i III stopniu utlenienia. W roztworach wodnych są trwałe związki Bi 3. Sole bizmutu ulegają hydrolizie tworząc y soli zasadowych. Do trudno rozpuszczalnych związków należą: Bi 2 S 3, Bi(OH) 3, BiPO 4, BiOCl, BiI 3, (BiO) 2 Cr 2 O 7. Charakterystyczne reakcje pozwalające wykryć kation Bi(III) są podane w tabeli. 1 siarkowodór 2Bi 3 3S -2 Bi 2 S 3 brunatny, w gorącym 30% HNO 3, we wrzącym stężonym HCl sodu lub, wodny roztwór 3 fosforan(v) Bi 3 3OH - Bi(OH) 3 ogrzewany: Bi(OH) 3 Bi(OH)O H 2 O Bi 3 2HPO 4 2- BiPO 4 H 2 PO 4 - biały żółty w kwasach mineralnych biały w HCl, w stężonym HNO 3 4 jodek Bi 3 3I - BiI 3 czarny w nadmiarze odczynnika żółty w kwasach mineralnych 5 dichromian(vi) 2Bi 3 Cr 2 O 2-7 2H 2 O (BiO) 2 Cr 2 O 7 4H 6 cynian (II) sodu 2Bi 3 3SnO 2-2 6OH - 2Bi 3H 2 O 2-3SnO 3 czarny w nadmiarze odczynnika Trzecia grupa analityczna CHARAKTERYSTYKA GRUPY Kationy grupy III są wytrącane przez siarczek amonu w postaci siarczków lub wodorotlenków nierozpuszczalnych w wodzie, a łatwo rozpuszczalnych w rozcieńczonych kwasach. Iloczyny rozpuszczalności większości siarczków tej grupy są dość duże, stężenie jonów siarczkowych musi więc być znaczne, aby mógł się wytrącić. Odpowiednie stężenie zapewniają dobrze zdysocjowane na jony siarczki lub AKT w środowisku zasadowym. Siarczki glinu i chromu(iii) mogą się tworzyć wyłącznie w środowisku bezwodnym, w podwyższonej temperaturze. W warunkach badań, w analizie jakościowej kationy Al(III) i Cr(III) strącają się w postaci wodorotlenków. Kationy trójwartościowe tej

5 grupy wytrącają y wodorotlenków pod wpływem, jony dwuwartościowe tworzą z amoniakiem jony kompleksowe. Nierozpuszczalne w wodzie są węglany i fosforany(v). Kationy trójwartościowe wytrącają się z, po ogrzaniu do wrzenia z dodatkiem octanu sodu, w postaci hydroksosoli. Sole kationów trójwartościowych tworzą sole podwójne. Wszystkie kationy tej grupy mają tendencję do tworzenia jonów kompleksowych. REAKCJE KATIONU GLINU Glin jest pierwiastkiem amfoterycznym. Właściwościami amfoterycznymi charakteryzują się również tlenek i wodorotlenek glinu. Wszystkie typowe sole glinu są bezbarwne i rozpuszczalne w wodzie. Reakcje charakterystyczne glinu są podane w tabeli. 1 siarczek amonu HS - 2H 2 O H 2 S biały, galaretowaty w rozcieńczonych kwasach lub tioacetamid 2OH -, i zasadach Al 3 3OH - Al(OH) 3 sodu lub 3 roztwór wodny Al 3 3OH - Al(OH) 3 w nadmiarze odczynnika: Al(OH) 3 OH - [Al(OH) 4 ] - po dodaniu stałego NH 4 Cl: [Al(OH) 4 ] - NH 4 Al(OH) 3 NH 3aq Al 3 3(NH 3 H 2 O) Al(OH) 3 3NH 4, nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika 4 octan sodu Al 3 3CH 3 COO - Al(CH 3 COO) 3 Al(CH 3 COO) 3 2H 2 O 2CH 3 COOH Al(OH) 2 CH 3 COO 5 fosforan(v) Al 3 2HPO AlPO 4 H 2 PO 4 biały po podgrzaniu galaretowaty, biały 6 alizaryna ceglastoczerwony nierozpuszczalny w CH 3 COOH REAKCJE KATIONU CHROMU(III) Chrom tworzy związki na II, III i VI stopniu utlenienia. Chrom(VI) występuje w anionach CrO 4-2, Cr 2 O W środowisku kwasowym chromiany(vi) przechodzą w dichromiany(vi), w środowisku zasadowym odwrotnie: 2 CrO H Cr 2 O 2-7 H 2 O żółty pomarańczowy

6 Niektóre chromiany(vi) należą do związków trudno rozpuszczalnych. Redukują się do związków chromu(iii) pod wpływem H 2 S, SO 2, HBr. Chrom(III) tworzy związki łatwo ulegające hydrolizie w środowisku zasadowym i utlenieniu do chromianów(vi) pod wpływem: H 2 O 2, MnO 2, nadsiarczanów i innych silnych utleniaczy. Związki chromu(iii) są barwne. Jony Cr 3 w wodzie tworzą akwakompleksy, których barwa zależy od liczby cząsteczek wody w jonie kompleksowym. Heksaakwakompleksy ([Cr(H 2 O) 6 ] 3 ) mają barwę fioletową, penta (np. [CrCl(H 2 O) 5 ] 2 ) - zieloną. Trudno rozpuszczalne są wodorotlenek i fosforany. Węglany i siarczek ulegają hydrolizie. Reakcje pozwalające zidentyfikować jon Cr 3 są podane w tabeli: 1 siarczek amonu 2Cr 3 3S 2-6H 2 O szarozielony lub w kwasach i zasadach lub tioacetamid 2Cr(OH) 3 3H 2 S szarofioletowy, sodu lub, roztwór wodny 3 woda utleniona w środowisku silnie zasadowym 4 fosforan(v) Cr 3 3OH - Cr(OH) 3 2[Cr(OH) 4 ] - 3H 2 O 2 2OH - 2CrO 4 2-8H 2 O Cr 3 2HPO 4 2- CrPO 4 H 2 PO 4 - REAKCJE KATIONU ŻELAZA(III) żółte zabarwienie zielony, w nadmiarze odczynników rozpuszczalny w kwasach i zasadach Żelazo tworzy dwa szeregi związków na II i III stopniu utlenienia. Zabarwienie związków żelaza(iii) jest żółte lub brunatne, żelaza(ii) zielonkawe. Do słabo rozpuszczalnych związków jonu Fe(III) należą: fosforan(v), siarczek, wodorotlenek. Roztwory soli rozpuszczalnych w wodzie wykazują charakter kwasowy. W tabeli są podane reakcje charakterystyczne kationu żelaza(iii). 1 siarczek amonu 2Fe 3 3S 2- Fe 2 S 3 czarny, w kwasach lub tioacetamid sodu lub, roztwór wodny Fe 3 3OH - Fe(OH) 3 brunatny w kwasach

7 3 heksacyjanożelazian(ii) 4 tiocyjanian 4Fe 3 3[Fe(CN) 6 ] 4- Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 Fe 3 3SCN - Fe(SCN) 3 Fe(SCN) 3 SCN - [Fe(SCN) 4 ] - i dalej do: [Fe(SCN) 6 ] 3-5 octan sodu 3CH 3 COO - Fe 3 Fe(CH 3 COO) 3 Fe(CH 3 COO) 3 2H 2 O Fe(OH) 2 CH 3 COO 2CH 3 COOH 6 fosforan(v) ciemnoniebieski (błękit pruski) krwistoczerwone zabarwienie czerwonobrunatny, po hydrolizie brunatny Fe 3 HPO 2-4 FePO 4 biały, zieleniejący H w stężonym HCl, H 2 C 2 O 4, nadmiarze odczynnika w kwasach w kwasach mineralnych REAKCJE KATIONU ŻELAZA(II) Sole żelaza(ii) mają zabarwienie zielonkawe od jonu akwakompleksu. Do słabo rozpuszczalnych w wodzie związków żelaza(ii) należą: szczawian, wodorotlenek, siarczek, węglan, fosforan(v). Jony Fe 2 utleniają się na powietrzu do Fe 3 (są silnymi reduktorami). Środowisko kwasowe spowalnia proces utleniania, alkaliczne przyspiesza. Dlatego roztwory soli żelaza(ii) sporządza się z dodatkiem kwasu. 1 siarczek amonu Fe 2 S 2- FeS czarny, w kwasach mineralnych lub tioacetamid Fe 2 2OH - Fe(OH) 2 zielonkawy, w kwasach mineralnych sodu lub, bezpostaciowy roztwór wodny 3 heksacyjanożelazian(iii) REAKCJE KATIONU CYNKU(II) 3Fe 2 2[Fe(CN) 6 ] 3- Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2 ciemnobłękitny (błękit Turnbulla) nierozpuszczalny w rozcieńczonych kwasach Cynk i jego związki wykazują charakter amfoteryczny. Sole cynku są przeważnie bezbarwne. Do trudno rozpuszczalnych w wodzie związków cynku(ii) należą: węglan, szczawian, wodorotlenek, siarczek, chromian(vi), fosforan(v).

8 1 siarczek amonu Zn 2 S 2- ZnS biały, w kwasach mineralnych lub tioacetamid Zn 2 3OH - biały, w kwasach mineralnych sodu lub, Zn(OH) 2 bezpostaciowy i zasadach 3 roztwór wodny Zn 2 2NH 3 H 2 O Zn(OH) 2 2NH 4 i w nadmiarze odczynnika 4 heksacyjanożelazian(ii) 5 fosforan(v) 2Zn 2 Fe(CN) 6 4- Zn 2 [Fe(CN) 6 ] biały 3Zn 2 2HPO 2-4 biały w kwasach i NH 3aq Zn 3 (PO 4 ) 2 2H