 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Общеаналитические реакции катионов группы гидроксидов, растворимых в растворе аммиакаКатионы шестой аналитической группы со щелочами образуют осадки гидроксидов, которые растворяются в растворе NH4OH с образованием соответствующих комплексных соединений - аммиакатов. Из катионов других аналитических групп этим свойствам обладают катионы серебра и цинка, которые при данной классификации принципиально могут быть отнесены и к шестой аналитической группе. Исходя из последовательности проведения химического анализа, а, следовательно, и из практической целесообразности, катионы серебра отнесены к группе нерастворимых хлоридов, катионы цинка - к группе амфотерных гидроксидов. Хлориды, нитраты, сульфаты катионов шестой группы растворимые в воде соединения. Следовательно, большинство осадков, образуемых катионами данной группы, переходит в раствор при действии на них соляной, азотной и серной кислотами. Особенно легко под действием этих кислот растворяются оксиды, гидроксиды и карбонаты указанных катионов. Нерастворимыми в разбавленных кислотах являются лишь сульфиды ртути, меди и кадмия. Большинство осадков, образуемых данными катионами, растворимы в растворе аммиака.
1. Гидроксиды калия и натрия образуют с катионами шестой аналитической группы аморфные осадки оксида (с катионами двухзарядной ртути), или гидроксидов (с катионами меди, кадмия, никеля), или соответствующих основных солей (с катионами кобальта): CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2 ↓ сине-зеленый CdCl2 + 2KOH = 2KCl + Cd(OH)2 ↓ белый NiCl2 + 2KOH = 2KCl + Ni(OH)2 ↓ желто-зеленый HgCl2 + 2KOH = 2KCl + H2O + HgO ↓желтый CoCl2 + KOH = KCl + CoOHCl ↓синий Все эти осадки растворяются в минеральных кислотах; кроме оксида ртути (II), все они растворимы в растворе аммиака. Гидроксид меди Cu(OH)2 темно-голубого цвета; при нагревании разлагается с образованием оксида меди (осадка черного цвета); оксид меди в отличии от гидроксида меди Cu(OH)2 в растворе аммиака нерастворим. t Cu(OH)2 → CuO↓ + H2O Это свойство оксида меди часто используется для отделения катионов меди от других катионов при химическом анализе. Оксид ртути (II) HgO желтого цвета; так же, как оксид меди, HgO в гидроксиде аммония не растворяется. Гидроксид кадмия Cd(OH)2 осадок белого цвета; на воздухе, при нагревании и в воде не изменяется. Основная соль кобальта CoOHCl синего цвета; при избытке щелочи натрия переходит в гидроксид кобальта, осадок розового цвета; CoOHCl + NaOH = Co(OH)2↓ + NaCl на воздухе Co(OH)2, а также основные соли кобальта постепенно окисляются, переходя в гидроксид кобальта (III): 4Co(OH)2↓ + 2H2O + O2 = 4Co(OH)3↓ Гидроксид никеля Ni(OH)2 светло-зеленого цвета, на воздухе устойчив, но под действием сильных окислителей (Br2, Cl2) переходит в гидроксид никеля (III) черного цвета: 2Ni(OH)2 + Br2 + 2KOH = 2 Ni(OH)3↓ + 2KBr
2. Действие раствора аммиака NH4OH (не в избытке) с катионами кадмия образует гидроксид кадмия Cd(OH)2 с катионами меди, кобальта, никеля- соответствующие основные соли, а с катионами двух зарядной ртути Hg2+ - комплексные соли: хлорида меркуриатааммония (из раствора HgCl2) или нитрата димеркураммония (из раствора Hg(NO3)2): 2CuSO4 + 2NH4OH = (NH4)2SO4 + (CuOH)2SO4↓синий CdCl2 + 2NH4OH = 2NH4Cl + Cd(OH)2↓ белый NiCl2 + NH4OH = NH4Cl + NiOHCl↓бирюзовый HgCl2 + 2NH4OH = NH4Cl + 2H2O + [Hg NH2]Cl↓ белый CoCl2 + NH4OH = NH4Cl + CoOHCl↓ розовый
Hg Все эти осадки растворяются в минеральных кислотах, аммиаке и аммонийных солях образуются соответствующие комплексные соединение. CuSO4 + 4NH4OH = 4H2O + [Cu(NH3)4]SO4 лазурно-голубой сульфат тетраамминмеди (II) CdCl2 + 4NH4OH = 4H2O + [Cd(NH3)4]Cl2 бесцветный хлорид тетраамминкадмия(II) NiCl2 + 6NH4OH = 6H2O + [Ni(NH3)6]Cl2 сине-красные хлорид гексаамминникеля(II) HgCl2 + 4NH4OH = 4H2O + [Hg(NH3)4]Cl2 бесцветный CoCl2 + 6NH4OH + NH4Cl = 6H2O + [Co(NH3)6]Cl2 грязно-желтый Растворы комплексных соединений кадмия и ртути бесцветны, никеля – синеватые с красноватым оттенком, кобальта – грязно-желтые и меди – лазурно-синего цвета. Все растворы этих солей устойчивы на воздухе за исключением хлорида гексаамминкобальта (II), который под влиянием кислорода воздуха постепенно, а в присутствии окислителей (например, H2O2) мгновенно переходит в аммиакат трехзарядного кобальта (хлорид пентаамминхлоро-кобальта (III)), который обладает вишнево-красной окраской: 2[Co(NH3)6]Cl2 + 2NH4Cl + 2H2O = 2[Co(NH3)5Cl]Cl2 + 4NH4OH Аммиакат трехзарядного кобальта обладает очень высокой устойчивостью (Кнеуст = 6∙10-36) и разрушается только при кипячении его с концентрированной HNO3 или под действием сильных восстановителей (формальдегида, сульфида серы (IV)). Образование комплексных соединений кадмия, никеля и меди протекает быстро: достаточно к раствору солей данных катионов прибавить небольшой избыток NH4OH, сразу же на холоде происходит растворение образовавшегося вначале осадка. В отличие от гидроксида кадмия Cd(OH)2 и основных солей никеля и меди (NiOHCl и (CuOH)2SO4) хлорид меркуриата аммония и нитрат оксидимекуриата аммония [Hg NH2]Cl, [NH2Hg2O]NO3 переходят в растворимые комплексные соединения только под действием концентрированного NH4OH. Комплексные соединения кобальта в отличие от комплексных соединений кадмия, никеля и меди образуются только в том случае, если на осадок основной соли кобальта CoOHCl подействовать избытком концентрированного раствора аммиака, так как комплексное соединение двухзарядного кобальта неустойчивое соединение (Кнеуст = 0.8∙10-5). Или растворение этой соли аммиаком проводить в присутствии значительного количества NH4Cl и NH4NO3; данные соли способствуют образованию очень устойчивого комплексного соединения аммиаката трехзарядного кобальта, так как с увеличением концентрации NH4+ - ионов в растворе значительно повышается скорость окисления комплексообразователя. Указанные свойства комплексного соединения трехзарядного кобальта и условия образования растворимых аммиачных комплексных соединений ртути и кобальта могут быть использованы в химическом анализе для отделения катионов Co2+и Hg2+от других катионов из их смеси в растворах. Например: а) если на смесь катионов шестой аналитической группы подействовать небольшим избытком разбавленного NH4OH, то почти все ионы Co2+ и Hg2+ при этом останутся в осадке, а катионы Cu2+, Ni2+, Cd2+перейдут в раствор соответствующих комплексных соединений [Cu(NH3)4]SO4, [Ni(NH3)6]Cl2, [Cd(NH3)4]Cl2; б) если к раствору катионов шестой аналитической группы прилить в начале NH4Cl или NH4NO3, затем разбавленного раствора NH4OH, то в осадке при этом останется хлоридмеркуриата аммония или соответственно нитрат оксидимеркуриатааммнония и очень незначительная часть кобальта; в) если к раствору катионов данной группы прибавить пероксид водорода H2O2 и избыток раствора аммиака, то все катионы кобальта перейдут в очень устойчивый комплекс [Co(NH3)5Cl]Cl2.
3. Карбонаты калия и натрия осаждают катионы кобальта, никеля, кадмия в виде смеси карбонатов и основных солей переменного состава RCO3 ∙ nR(OH)2: катионы меди – в виде основного карбоната меди (CuOH)2CO3 и катионы ртути (II) – в виде карбоната и оксида ртути (HgCO3 и HgO). Все данные осадки растворимы в кислотах и растворе аммиака NH4OH.
4. Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] и гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] образуют со всеми катионами шестой аналитической группы осадки соответствующих солей: 2CuSO4 + K4[Fе(CN)6] = 2K2SO4 + Cu2[Fe(CN)6]↓ бурый 2CdCl2 + K4[Fе(CN)6] = Cd2[Fe(CN)6]↓ + 4KCl 2CoCl2 + K4[Fе(CN)6] = Co2[Fe(CN)6]↓ + 4KCl 2HgCl2 + K4[Fе(CN)6] = Hg2[Fe(CN)6]↓ + 4KCl 2NiCl2 + K4[Fе(CN)6] = Ni2[Fe(CN)6]↓ + 4KCl Наиболее характерным из этих осадков являются гексацианоферрат (II) меди Cu2[Fe(CN)6]↓, который обладает красно-бурой окраской, а другие осадки катионов шестой группы имеют недостаточно характерные окраски, а именно комплексное соединение кобальта – серо-зеленого цвета, никеля – бледно-зеленого, кадмия – белого и ртути – желтого.
5. Гидрофосфат натрия Na2HPO4 осаждает все катионы шестой аналитической группы в виде соответствующих средних солей фосфатов, которые растворимы в минеральных кислотах и аммиаке: 3CuSO4 + 4Na2HPO4 = Cu3(PO4)2↓ + 2NaH2PO4 + 3Na2SO4 и т.д.
6. Роданид калия или аммония с катионами ртути, меди и никеля образуют осадки роданидов Hg(SCN)2, Cu(SCN)2, Ni(SCN)2, из которых роданид ртути и роданид никеля в избытке реактива хорошо растворяется, образуя соответствующие комплексные соединения: NiCl2 + 2NH4SCN = 2NH4Cl + Ni(SCN)2↓ Ni(SCN)2↓ + 2NH4SCN = (NH4)2[Ni(SCN)4] + 2NH4Cl HgCl2 + 2NH4SCN = 2NH4Cl + Hg(SCN)2↓ Hg(SCN)2↓ + 2NH4SCN = (NH4)2[Hg(SCN)4] + 2NH4Cl Раствор комплексного соединения ртути – бесцветный, а соли никеля – зеленоватый. CuSO4 + 2NH4SCN = (NH4)2SO4 + Cu(SCN)2↓ Cu(SCN)2↓ - осадок черного цвета, в избытке роданида аммония нерастворим, но с течением времени постепенно разлагается на родан и осадок белого цвета роданида однозарядной меди: 2Cu(SCN)2 = 2CuSCN↓ + (SCN)2 Kатионы кобальта с концентрированными солями KSCN или NH4SCN дают характерное синее окрашивание, обусловленное образованием растворимого комплексного соединения K2[Co(SCN)4] или (NH4)2[Co(SCN)4]: CoCl2 + NH4SCN = (NH4)2[Co(SCN)4] + NH4Cl избыток синий
Данные свойства роданида меди комплексного соединения кобальта используют в химическом анализе для открытия катионов меди Сu2+ и кобальта Co2+.
7. Сероводород H2S осаждает из нейтральных растворов все катионы шестой аналитической группы в виде соответствующих сульфидных соединений: CuSO4 + H2S = H2SO4 + CuS↓ CdCl2 + H2 S = 2HCl + CdS↓ NiCl2 + H2S = 2HCl + NiS↓ HgCl2 + H2S = 2HCl + HgS↓ CoCl2 + H2S = 2HCl + CoS ↓ Сульфиды меди, ртути, никеля и кобальта черного цвета, а сульфид кадмия имеет характерную ярко-желтую окраску («канареечный» цвет). При взаимодействии с кислотами сульфиды катионов проявляют свои индивидуальные свойства. Сульфиды кобальта и никеля CoS, NiS из кислых растров в осадок не выпадают. Но, если осадки CoS, NiS образовались, то эти осадки в разбавленных кислотах на холоде не растворяются. Таким образом, если на растворы солей кобальта и никеля действовать сероводородом, то они будут выпадать в осадок CoS, NiS не полностью, т.к. образовавшаяся при этом свободная кислота будет препятствовать их осаждению; если эти растворы слегка подкислить, то осадков CoS, NiS совсем не образуется. В разбавленной азотной кислоте CoS, NiS при нагревании переходят в раствор. Сульфид кадмия CdS выпадает в осадок из нейтральных, а на холоде и из слабокислых растворов солей кадмия. В разбавленных кислотах при кипячении CdS легко переходит в раствор. Из горячих (нагретых до кипения) кислых растворов CdS не образуется, если через такой раствор пропустить сероводород, а затем охладить и сильно разбавить водой, то из него выпадет осадок CdS. Сульфид меди CuS выпадает в осадок из солянокислых и сернокислых ее солей; но в разбавленной HNO3 при нагревании CuS легко растворяется. Сульфид ртути HgS в разбавленных кислотах нерастворима; она растворяется только в концентрированной азотной кислоте HNO3 и в царской водке при нагревании. Указанные свойства сульфидов шестой аналитической группы используются в химическом анализе для выделения открытия катионов данной группы. Например: а) если осаждение смеси катионов шестой аналитической группы сероводородом производить из слабокислых растворов на холоде, то в осадок соответствующих сульфидов будут переходить катионы кадмия, ртути и меди, а катионы никеля и кобальта останутся в растворе; б) если осаждения сероводородом вести из кислых растворов, нагретых до кипения, то в осадок сульфидов будут переходить только CuS и HgS; в) если осадок, состоящий из смеси CuS и HgS, обработать разбавленной азотной кислотой HNO3 при нагревании, то CuS при этом перейдет в раствор, а HgS останется в осадке. г) если фильтрат от осадка сульфидов меди и ртути (CuS и HgS) разбавить водой, то из него выпадет CdS, а никель и кобальт останутся в растворе.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2455 | Нарушение авторских прав |
Hg
2Hg(NO3)2 + 4NH4OH → [NH2 O]NO3 ↓ + 3NH4NO3 + 3 H2O