АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Характерные и специфические реакции катионов меди

1. Взаимодействие катионов меди с раствором аммиака.

Катионы меди при взаимодействии с избытком раствора аммиака переходят в комплексное соединение, которое обладает характерным лазурно-синим цветом:

CuSO₄ + 4NH₄OH = 4H₂O + [Cu(NH₃)₄]SO₄ лазурно-голубой

сульфат тетраамминмеди (II)

Особенно интенсивная окраска получается с нитратом меди. Комплексные соединения аммиачных солей кадмия и ртути бесцветны, кобальта – грязно-желтоватые, никеля - синеватые с красным оттенком, катионы меди могут быть открыты в их присутствии непосредственным действием на смесь катионов шестой аналитической группы избытком разбавленного раствора аммиака.

При этом образуется вначале осадок, в избытке раствора NH₄OH он растворяется, а если в нем присутствует катионы меди, раствор приобретает лазурно-синюю окраску. Предельная открываемая концентрация катионов меди данной реакции равна 10 мг/л.

Если в растворе присутствуют катионы никеля Ni²⁺ в значительной концентрации по сравнению с концентрацией катионов меди, то окраска комплексного соединения никеля будет маскировать окраску меди. В таком случае катионы меди следует из раствора предварительно выделить.

Наиболее удобными служат следующие 2 метода выделения и последующего открытия меди из растворов смеси катионов шестой, но и всех аналитических групп.

Первый способ выделения катионов меди Cu²⁺.

К анализируемому раствору прививают равный объем H₂SO₄, затем добавляют 2-3 кристалла Na₂S₂O₃ ∙ 5H₂O (тиосульфата натрия) и 2-3 минуты кипятят. Полученный при этом осадок CuS, HgS, PbS, SnS, Bi₂S_3, Sb₂S₃ центрифугируют и промывают дистиллированной водой. Осадок обрабатывают нагретым до кипения раствором азотной кислоты HNO₃ и полученный центрифугат, содержащий в своем составе катионы меди Cu²⁺, приливают к раствору аммиака NH₄OH, который с катионами меди образует комплексный ион [Cu(NH₃)₄]²⁺ лазурно-синего цвета.

Второй способ выделения катионов меди.

К раствору смеси катионов шестой аналитической группы приливают 0,5мл щелочи калия или натрия, образовавшийся осадок нагревают до кипения (не отделяя его от раствора) (перевод основной соли меди в CuO).

Затем приливают избыток раствора NH₄NO₃ или NH₄Cl, и черный нерастворившийся осадок центрифугируют, раствор с осадка сливают, осадок промывают водой, затем осадок растворяют в небольшом количестве азотной кислоты HNO₃ и к полученному при этом раствору приливают избыток NH₄OH. При наличии в нем катионов меди окраска раствора приобретает лазурно-синий цвет.

2. С гексацианоферратом (II) калия K₄[Fе(CN)₆] катионы меди образуют красно-бурый осадок (гексацианоферрата (II) меди)

2CuSO₄ + K₄[Fе(CN)₆] = 2K₂SO₄ + Cu₂[Fe(CN)₆]↓

Остальные катионы с данным реактивом также дают осадки, но при значительной концентрации катионов меди в растворе цвет гексацианоферрата (II) меди можно хорошо отличить среди других осадков данной группы, так как комплексные соединения солей: кадмия и ртути – белого цвета, кобальта – серо-зеленого, никеля – бледно-зеленого. Если концентрация меди в растворе очень мала по сравнению с концентрацией остальных катионов шестой группы, то осадки солей кадмия, ртути, кобальта и никеля будут маскировать окраску Cu₂[Fe(CN)₆]. В таком случае катионы меди необходимо выделить из раствора одним из методов, указанных выше.

Реакция катионов меди с Cu₂[Fe(CN)₆ ] является более чувствительной, чем реакция с избытком раствора аммиака.

3. Роданид калия или аммония с катионами меди образует черный осадок роданида меди Cu(SCN)₂:

CuSO₄ + 2NH₄SCN = (NH₄)₂SO₄ + Cu(SCN)₂↓

который с течением времени постепенно белеет вследствие разложения его на родан и роданид однозарядной меди:

2Cu(SCN)₂ = 2CuSCN↓ + (SCN)₂

Осадки роданидов меди Cu(SCN)₂↓ и CuSCN↓ в избытке NH₄SCN нерастворимы. Другие катионы шестой аналитической группы не мешают открытию меди. Этой реакцией, так как катионы кадмия и кобальта осадка при этом не образуют, а осадки роданидов никеля и ртути в избытке NH₄SCN хорошо растворимы.

Таким образом, если к раствору смеси катионов шестой аналитической группы прилить избыток NH₄SCN или КSCN, то появится черный осадок (со временем белеющий) будет указывать на наличие катионов меди в анализируемом растворе. Предельная открываемая концентрация катионов меди этой реакцией < 1мг/л.

4. Тетрароданомеркуриат(II) аммония (NH₄)₂[Hg(SCN)₄] с катионами меди образует оливково-зеленый кристаллический осадок Cu[Hg(SCN)₄], который в присутствии катионов цинка выпадает при малых концентрациях меди в растворе.

CuSO₄ + 2(NH₄)₂[Hg(SCN)₄] + ZnSO₄ = Cu[Hg(SCN)₄] ∙ Zn[Hg(SCN)₄]↓

+ 2(NH₄)₂ SO₄

(образование практически нерастворимой двойной соли тетрароданомекуриата (II) меди, цинка).

Из катионов шестой аналитической групп этой реакции мешают катионы кобальта, так как данные катионы с (NH₄)₂[Hg(SCN)₄] образуют сине-голубой осадок Cо[Hg(SCN)₄] или в присутствии цинка - нерастворимую двойную комплексную соль Cо[Hg(SCN)₄] ∙ Zn[Hg(SCN)₄] сине-голубого цвета.

Катионы кадмия с указанным реактивом образуют осадок белого цвета, который катионам меди не будет мешать. Из других аналитических групп мешают катионы железа Fe³⁺.

5. Иодид калия восстанавливает катионы двухзарядной меди с образованием иодида однозарядной меди осадка белого цвета, который выделяющимся при этом свободным йодом окрашивается в бурый цвет:

CuSO₄ + 2KJ = CuJ₂↓ + K₂ SO₄

2CuJ₂ = Cu₂J₂↓ + J₂ ↑

Из катионов шестой аналитической группы мешают открытию катионов меди этой реакцией катионы ртути, так как они с иодид - ионами образуют осадок ярко-красного цвета HgJ₂↓, но этот осадок очень хорошо растворяется в избытке раствора иодида калия с образованием бесцветного комплексного соединения K₂[HgJ₄] - тетраиодомеркуриата(II) калия.

HgJ₂ + 2KJ = K₂[HgJ₄] – бесцветный раствор

Следовательно, если действовать на раствор смеси катионов шестой аналитической группы избытком иодида калия, то при этом образуется осадок Cu₂J₂, а раствор будет окрашен в коричневый цвет. Из других групп мешают открытию катионов меди Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺, Bi³⁺, которые с KJ образуют цветные осадки, а также катионы Fe³⁺, Sb⁵⁺, которые из растворов выделяют свободный иод J₂.

6. Восстановление меди Cu²⁺ до металлической меди. Если раствор, содержащий катионы меди Cu²⁺, подкислить серной кислотой и поместить в него алюминиевую, цинковую или железную пластину, то через некоторое время пластинка покроется красноватым налетом металлической меди:

CuSO₄ + Zn = Cu↓ + ZnSO₄

Эту реакцию следует проводить капельным методом, для этого на хорошо очищенную металлическую пластину наносят каплю подкисленной серной кислотой анализируемого раствора. Через некоторое время на пластинке, под каплей образуется красноватое пятно металлической меди. Ни один из катионов шестой и других аналитических групп не мешают открытию катионов меди данной реакцией.

7. Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ ∙ 5H₂O при нагревании образуют черный осадок сульфида однозарядной меди:

2CuSO₄ + 2Na₂S₂O₃ + 2H₂O = Cu₂S↓ + S↓ + 2Na₂SO₄ + H₂SO₄

8. Тиомочевина SCN₂H₄ восстанавливает соли двухзарядной меди до солей однозарядной меди:

NH₂

2CuCl₂ + 2S = C _→ 2CuCl↓ + (SCN₂H₄)Cl₂

NH₂

Полученная при этом соль однозарядной меди реагирует с избытком тиомочевины по реакции:

CuCl + 3SCN₂H₄ = [Cu(SCN₂H₄)₃]Cl, образуя очень простой, бесцветный комплекс растворимый в воде, константа нестойкости которого равна (К_нест = 1.5 ∙ 10^-13).

9. Дитизон в нейтральных или аммиачных растворах с катионами меди образует внутрикомплексное соединение красновато-бурого цвета, растворимое в хлороформе или четыреххлористом углероде.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2654 | Нарушение авторских прав