Качественный анализ катионов
Катионы s-элементов и аммоний
Ионы щелочных металлов почти не дают осадков, поэтому их узнают по пламени и по немногим малорастворимым солям.
| Ион | Реакция | Эффект | Условия и помехи |
|---|---|---|---|
| \(\ce{NH4+}\) | NaOH, нагрев | запах \(\ce{NH3}\), посинение влажной лакмусовой бумажки | специфично |
| \(\ce{NH4+}\) | реактив Несслера | бурый осадок | очень чувствительно |
| \(\ce{Na+}\) | пламя | жёлтое | следы натрия всюду — холостой опыт |
| \(\ce{Na+}\) | \(\ce{K[Sb(OH)6]}\) | белый кристаллический осадок | нейтральная среда |
| \(\ce{K+}\) | пламя через синее стекло | фиолетовое | натрий маскирует без стекла |
| \(\ce{K+}\) | \(\ce{Na3[Co(NO2)6]}\) | жёлтый осадок | мешает \(\ce{NH4+}\) |
| \(\ce{Mg^2+}\) | \(\ce{Na2HPO4}\) + \(\ce{NH3}\) + \(\ce{NH4Cl}\) | белый кристаллический \(\ce{MgNH4PO4*6H2O}\) | аммонийный буфер |
| \(\ce{Ca^2+}\) | \(\ce{(NH4)2C2O4}\) | белый осадок, растворимый в HCl | мешает \(\ce{Ba^2+}\), \(\ce{Sr^2+}\) |
| \(\ce{Ba^2+}\) | \(\ce{K2CrO4}\), ацетатный буфер | жёлтый \(\ce{BaCrO4}\) | \(\ce{Sr^2+}\), \(\ce{Ca^2+}\) не мешают |
scienceКатионы s-элементов
- \(\ce{NH4Cl + NaOH ->[t] NaCl + NH3 ^ + H2O}\).
- \(\ce{MgCl2 + Na2HPO4 + NH3 + 6H2O -> MgNH4PO4*6H2O v + 2NaCl}\).
- \(\ce{2MgNH4PO4*6H2O ->[t] Mg2P2O7 + 2NH3 ^ + 13H2O}\) — гравиметрическая форма.
boltАммоний мешает калию
\(\ce{NH4+}\) и \(\ce{K+}\) близки по размеру и дают одинаковые осадки (с кобальтинитритом, перхлоратом, тетрафенилборатом). Перед открытием калия аммоний удаляют прокаливанием сухого остатка.
Катионы d- и p-металлов
| Ион | Реагент | Эффект |
|---|---|---|
| \(\ce{Al^3+}\) | NaOH по каплям, затем избыток | белый осадок растворяется; с \(\ce{NH4Cl}\) снова выпадает |
| \(\ce{Zn^2+}\) | \(\ce{NH3}\) избыток | осадок растворяется; \(\ce{K4[Fe(CN)6]}\) — белый осадок |
| \(\ce{Cr^3+}\) | NaOH изб. + \(\ce{H2O2}\), нагрев | зелёный раствор желтеет (хромат) |
| \(\ce{Mn^2+}\) | \(\ce{NaBiO3}\), \(\ce{HNO3}\) | малиновый \(\ce{MnO4-}\) |
| \(\ce{Fe^2+}\) | \(\ce{K3[Fe(CN)6]}\) | синий осадок |
| \(\ce{Fe^3+}\) | KSCN | кроваво-красный раствор |
| \(\ce{Co^2+}\) | KSCN, ацетон | синий слой |
| \(\ce{Ni^2+}\) | диметилглиоксим, \(\ce{NH3}\) | алый осадок |
| \(\ce{Cu^2+}\) | \(\ce{NH3}\) изб. | тёмно-синий раствор; \(\ce{K4[Fe(CN)6]}\) — красно-бурый осадок |
| \(\ce{Ag+}\) | HCl | белый осадок, растворимый в \(\ce{NH3}\) |
| \(\ce{Pb^2+}\) | KI | жёлтый \(\ce{PbI2}\) («золотой дождь» при перекристаллизации) |
| \(\ce{Hg^2+}\) | KI | красный \(\ce{HgI2}\), растворимый в избытке KI |
| \(\ce{Sn^2+}\) | \(\ce{HgCl2}\) | белый \(\ce{Hg2Cl2}\), затем серый (Hg) |
scienceРеакции d- и p-катионов
- \(\ce{2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] -> Cu2[Fe(CN)6] v + 2K2SO4}\).
- \(\ce{SnCl2 + 2HgCl2 -> SnCl4 + Hg2Cl2 v}\); \(\ce{SnCl2 + Hg2Cl2 -> SnCl4 + 2Hg v}\).
- \(\ce{Na[Al(OH)4] + NH4Cl -> Al(OH)3 v + NaCl + NH3 ^ + H2O}\) — подтверждение алюминия.
Окраска пламени и перлы
Окраска пламени — быстрый предварительный тест для s-элементов и некоторых других: Li — малиновое, Na — жёлтое, K — фиолетовое, Ca — кирпично-красное, Sr — карминово-красное, Ba — жёлто-зелёное, Cu — зелёное (с хлоридом — голубое), B (борная кислота с этанолом) — зелёное.
Перлы буры: на ушке платиновой проволоки плавят буру (урок 158); стекловидный «перл» растворяет оксиды металлов и окрашивается: кобальт — синий, хром — зелёный, марганец — фиолетовый (в окислительном пламени), медь — голубой (окислительное) или красно-бурый (восстановительное), железо — жёлто-бурый.
boltПламя — не доказательство
Окраска пламени — предварительный признак: натрий маскирует всё; кальций и стронций похожи; соли меди окрашивают пламя по-разному. Подтверждайте осадочной реакцией.
scienceПерлы
- \(\ce{Na2B4O7 ->[t] 2NaBO2 + B2O3}\).
- \(\ce{CoO + B2O3 ->[t] Co(BO2)2}\) — синий перл.
push_pinГлавное
\(\ce{NH4+}\): щёлочь + нагрев → \(\ce{NH3}\); Несслер. \(\ce{Na+}\): жёлтое пламя, \(\ce{Na[Sb(OH)6]}\). \(\ce{K+}\): фиолетовое пламя через кобальтовое стекло, \(\ce{K2Na[Co(NO2)6]}\). \(\ce{Mg^2+}\): \(\ce{MgNH4PO4*6H2O}\) (в аммиачном буфере). \(\ce{Ca^2+}\): оксалат, кирпичное пламя. \(\ce{Ba^2+}\): \(\ce{BaCrO4}\) (уксуснокислая среда), \(\ce{BaSO4}\). \(\ce{Al^3+}\): гидроксид растворим в щёлочи, не в аммиаке; ализарин. \(\ce{Zn^2+}\): растворим в обоих; белый ZnS. \(\ce{Fe^2+}\): \(\ce{K3[Fe(CN)6]}\); \(\ce{Fe^3+}\): \(\ce{SCN-}\), \(\ce{K4[Fe(CN)6]}\). \(\ce{Cu^2+}\): \(\ce{[Cu(NH3)4]^2+}\), \(\ce{Cu2[Fe(CN)6]}\). \(\ce{Ag+}\): AgCl. \(\ce{Pb^2+}\): \(\ce{PbI2}\), \(\ce{PbCrO4}\). \(\ce{Mn^2+}\): висмутат → \(\ce{MnO4-}\). \(\ce{Cr^3+}\): \(\ce{H2O2}\)/NaOH → хромат. \(\ce{Ni^2+}\): диметилглиоксим. \(\ce{Co^2+}\): \(\ce{[Co(SCN)4]^2-}\). \(\ce{Sn^2+}\): \(\ce{HgCl2}\) → белый, затем серый осадок.
Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.