Експериментальна частина 1 страница

Завдання 1. Характерні реакції катіонів четвертої

аналітичної групи

Реакції виявлення катіонів четвертої аналітичної групи

(Аl³⁺, Сr³⁺, Zn²⁺, Аs³⁺, Аs⁵⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺)

До четвертої аналітичної групи відносять катіони металів, гідроксиди яких володіють амфотерними властивостями. Груповим реагентом є надлишок 6М розчину лугу (NаОН або КОН) в присутності 3%-го розчину гідрогену пероксиду.

1.1. Дія групового реагента

З еквівалентною кількістю NаОН або КОН йони А1³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺ утворюють білі осади гідроксидів. Сr³⁺ утворює сіро-зелений осад хрому (III) гідроксиду. Аs³⁺, Аs⁵⁺ в розчинах (крім сильнокислих) знаходяться у вигляді аніонів АsO₃^3- і АsO₄^3- і не утворюють осадів при дії лугу. Наприклад:

Zn²⁺ + 2ОН^- → Zn(OH)₂↓;

Al³⁺ + 3ОН^- → Al(OH)₃↓;

При дії надлишку лугу утворені осади розчиняються з утворенням безбарвних розчинів:

Al(OH)₃ + 3ОН^- → [Al(OH)₆]^3-.

Виконання реакції:

До 0,5-1 см³ розчинів солей катіонів IV аналітичної групи в окремих пробірках додають спочатку краплями розчин NаОН. До утворених осадів додають надлишок (2-3 см³) лугу до розчинення осадів.

1.2. Дія загальних реагентів

1.2.1.Дія амонію гідроксиду

В еквівалентних кількостях амонію гідроксид утворює з йонами IV-ї групи осади гідроксидів, за виключенням АsO₃^3-, АsO₄^3-, якінеутворюють осадів.

У надлишку NH₄ОН розчиняється тільки Zn(ОН)₂ з утворенням безбарвної комплексної основи [Zn(NH₃)₄](ОН)₂.

Всі осади гідроксидів розчинні в ацетатній та розбавлених мінеральних кислотах.

1.2.2. Дія натрію, калію і амонію карбонатів

Реагенти осаджують йони А1³⁺, Сr³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺ у вигляді гідроксидів (гідроліз!). Йони Цинкy утворюють в цих умовах (ZnОН)₂СО₃, який розчинний в надлишку (NH₄)₂CO₃, в ацетатній та розбавлених мінеральних кислотах. Йони АsO₃^3- та АsО₄^3- з карбонатами осадів не утворюють.

1.2.3. Дія натрію гідрофосфату

Реагент утворює з йонами Аl³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, Zn²⁺ білі, а з Сr³⁺ - зеленуватий осади середніх фосфатів. Йони АsO₃^3-, АsO₄^3- з Nа₂НРO₄ осадів не утворюють.

Осади А1РO₄ і СrРO₄ нерозчинні в ацетатній кислоті, але добре розчинні в розбавлених розчинах неорганічних кислот, а також в розчинах лугів та аміаку.

1.2.4.Дія натрію тіосульфату, сірководню, амонію сульфіду

Натрію тіосульфат та сірководень в середовищі 6н НС1 з йонами Sn²⁺, Sn⁴⁺, АsО₃^3-, АsO₄^3- при нагріванні утворюють осади сульфідів шоколадно-коричневого SnS і жовтого SnS₂, Аs₂S₃, Аs₂S₅ кольорів.

Осади нерозчинні в розбавленій НС1, але розчинні в 2н розчині НNО₃ при нагріванні та в розчині NаОН.

Йони Аl³⁺, Сr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺ осаджуються тільки (NH₄)₂S y слаболужному середовищі, яке створюється додаванням NH₄ОН. При цьому утворюютьcя білий осад цинку сульфіду і шоколадно-коричневий осад стануму (II) сульфіду. Йони Аl³⁺, Сr³⁺ внаслідок гідролізу їх сульфідів утворюють осади відповідних гідроксидів: білий Al(OH)₃ i сіро-зелений Cr(OH)₃.

Цинку сульфід нерозчинний в ацетатній кислоті, але розчинний в розбавлених мінеральних кислотах.

Йони Sn²⁺, Sn⁴⁺, AsO₃^3-, АsО₄^3- в лужному середовищі при дії (NH₄)₂S осадів не утворюють.

а) Реакції йонів Аl³⁺

1.3.1. Дія натрію гідроксиду

Утворений при взаємодії йонів А1³⁺ з розчином надлишку натрію гідроксиду безбарвний розчин натрію алюмінату Nа[А1(ОН)₄] руйнується при додаванні сухого NH₄Сl. При цьому утворюється білий аморфний осад А1(ОН)₃.

Виявленню А1 перешкоджають йони Сr³⁺, Zn²⁺, Sn⁴⁺.

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину солі А1³⁺ додають розчин NаОН до повного розчинення утвореного осаду. Додають 2-3 см³ води і декілька кристаликів NH₄Сl. Суміш нагрівають.

1.3.2. Дія алізарину S

Алізарин S (1,2-діоксинтрахінон) утворює з йонами А1³⁺ малорозчинну сполуку яскраво-червоного кольору (алізариновий лак), розчинну в розбавлених неорганічних кислотах, але нерозчинну в ацетатній кислоті.

Виявленню Al³⁺ перешкоджають йони Сr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺ та інших металів, які утворюють малорозчинні гідроксиди. Для усунення перешкоджаючої дії інших йонів, Сr³⁺ звичайно переводять в СrO₄^2-, а решту йонів зв’язують у нерозчинні сполуки за допомогою К₄[Fе(СN)₆].

Виконання досліду (крапельний варіант):

На фільтрувальний папір поміщають 1 краплю розчину К₄|Fе(СN)₆]. В центр утвореної плями - одну краплю досліджуваного розчину. При цьому всі перешкоджаючі йони осаджуються у вигляді гексаціанофератів і залишаються в центрі плями, а йони Аl³⁺ за рахунок капілярних сил, дифундують на периферію. Щоб прискорити цей процес, можна помістити в центр плями одну краплю дистильованої води. Пляму обробляють газоподібним аміаком, потримавши фільтрувальний папір над отвором склянки з концентрованим розчином NH₄ОН, а потім на периферію плями наносять 1-2 краплі розчину алізарину S і знов обробляють газоподібним аміаком. В цих умовах алізарин забарвлюється в фіолетовий колір, що утруднює спостереження рожевого забарвлення комплексної сполуки Алюмінію з алізарином S. Тому пляму змочують розчином ацетатної кислоти. В присутності А1³⁺ спостерігається рожева плямана жовтому фоні, оскільки в ацетатній кислоті алізарин S має жовте забарвлення.

1.3.3. Дія кобальту нітрату

(утворення "тенарової синьки")

2-3 краплі розчину солі алюмінію змішують з 2-3 краплями розчину кобальту нітрату. Змочують цим розчином клаптик фільтрувального паперу, тримаючи його тигельними щипцями над полум’ям пальника, підсушують, потім кладуть у фарфоровий тигель і спалюють, а золу добре прожарюють. При цьому в тиглі утвориться кобальту алюмінат ("тенарова синька") синього кольору. Перешкоджають виявленню Аl³⁺ йони Zn²⁺.

2Al₂(SO₄)₃ + 2Co(NO₃)₂ → 2Co(AlO₂)₂ + 4NO₂↑ + O₂↑ + 6SO₃↑.

1.3.4.Реакція з 8-гідроксихіноліном

На відміну від Mg²⁺ йони Алюмінію утворюють з 8-гідроксихіноліном при рН=5 зеленувато-жовтий кристалічний осад алюмінію гідрооксихіноляту.

Реакцію проводять в ацетатному буферному розчині (СН₃СООН + СН₃СООNа).

б) Реакції йонів Сr³⁺

Для виявлення йонів Сr³⁺ їх звичайно оксидують до хромат (СrO₄^2-) або дихромат (Сr₂О₇^2-) йонів. Оксидацію можна проводити як в лужному, так і в кислому середовищах.

1.3.5. Оксидація Сr³⁺ в лужному середовищі

Оксидація проводиться гідрогену пероксидoм (H₂O₂), натрію пероксидом (Na₂O₂), бромною водою, хлорною водою тощо. Найчастіше використовують Н₂О₂:

2СrСl₃ + 3Н₂O₂ + 10NаОН = 2Nа₂СrO₄ + 6NаСl + 8Н₂O

Реакцію проводять у надлишку NаОН.

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони Сr³⁺, додають 2-4 см³ розчину NаОН, вміст пробірки добре перемішують, потім доливають 0,5-1 см³ Н₂O₂. Після припинення реакції вміст пробірки обережно підігрівають до кипіння. Додавання Н₂O₂ і нагрівання повторюють до переходу темно-зеленого кольору розчину в жовтий. Наявність утворених йонів СrO₄^2- підтверджують, застосовуючи барію хлорид.

Частину одержаного розчину підкислюють ацетатною кислотою (СН₃СООН) до кислої реакції, і додають декілька крапель ВаСl₂. В присутності СrO₄^2- утворюється жовтий осад барію хромату.

1.3.6. Оксидація Сr³⁺ в кислому середовищі

Реакція проводиться за допомогою амонію персульфату ((NН₄)₂S₂О₈), плюмбуму (IV) оксиду (РbO₂), натрію бісмутату (NаВіО₃), тощо. Як приклад, розглянемо реакцію з натрію бісмутатом:

2Сr(NО₃)₃ + 3NаВіО₃ + 4НNО₃ = Nа₂Сr₂O₇ + NаNО₃ +

+ 3Ві(NО₃)₃ + 2Н₂O.

Реакцію проводять у надлишку HNО₃.

Виконання досліду:

До 3-4 крапель розчину, що містить йони Сr³⁺, додають 1-2 см³ НNО₃ та невелику кількість сухого NаВіО₃, вміст пробірки нагрівають до кипіння. Hаявність утворених йонів Сr₂O₇^2- підтверджують, використовуючи реакцію утворення надхроматної кислоти. Для цього до 1 см³ отриманого оранжевого розчину додають 10 крапель гідрогену пероксиду, 3-4 краплі Н₂SO₄ і 1 см³ етеру. Вміст пробірки легко струшують. В присутності йонів Сr₂O₇^2- верхній органічний шар забарвлюється в синій колір в результаті утворення надхроматної кислоти.

1.3.7. Утворення перокисхроматної кислоти

У процесі дії гідрогену пероксиду на підкислений розчин хромату або дихромату утворюється пероксихроматна кислотат H₂CrO₆, в результаті чого розчин забарвлюється в насичений синій колір:

Сr₂O₇^2- + 4H₂O₂ + 2H⁺ = 2H₂CrO₆ + 3H₂O.

У водному розчині дана кислота дуже нестійка, тому до розчину додають органічний розчинник (аміловий спирт або діетиловий ефір), який екстрагує H₂CrO₆.

Виконання реакції:

До 2-3 крапель розчину, отриманого за реакціями окиснення Хрому (III), додають 1М сульфатної кислоти до кислої реакції, 0,5 см³ амілового спирту і 4-5 крапель Н₂О₂. Якщо є йони Хрому, то верхній шар розчину забарвлюється у темно-синій колір.

в) Реакції йонів цинку Zn ²⁺

1.3.8. Дія сірководню (Н₂S) (фармакопейна)

Сірководень утворює з йонами цинку білий осад (помутніння розчину) цинку сульфіду ZnS.

Реакцію проводять у середовищі ацетатної кислоти, оскільки осад ZnS розчинний у мінеральних кислотах, але нерозчинний в ацетатній кислоті. У реакційну суміш додають також натрію ацетат:

Zn(NO₃)₂ + H₂S + 2CH₃COONa = ZnS↓ + 2NaNO₃ + 2CH₃COOH.

Виконання реакції:

До 0,5-1 см³ розчину солі Цинку додають 3-4 краплі розчину СН₃СООNа і 5-7 крапель сірководневої води. Перешкоджають йони, які утворюють з H₂S сульфіди, нерозчинні в ацетатній кислоті (до них відносяться всі катіони II-ї аналітичної групи, Sn²⁺ і Sn⁴⁺ з IV групи, всі катіони V і VI аналітичної групи). Осад ZnS утворюється і в сильнолужному середовищі. У цьому випадку, як реагент, використовують натрію сульфід. У цих умовах катіони IV-ї аналітичної групи не перешкоджають виявленню йонів Цинку.

1.3.9. Дія калію гексаціаноферату (II) (фармакопейна)

Реагент утворює з Zn²⁺ білий осад (помутніння розчину) калій-цинк гексаціаноферату (II) К₂Zn₃[Fе(СN)₆]₂. Осад розчинний в NаОН, КОН, NH₄ОН, а також в неорганічних кислотах. Реакцію проводять у нейтральному або оцтовокислому середовищі.

3Zn²⁺ + 2К₄[Fе(СN)₆] → К₂Zn₃[Fе(СN)₆]₂↓ +6K⁺.

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони Zn²⁺, додають 0,5-1 см³ розчину К₄[Fе(СN)₆]. Всі йони, що утворюють осади з К₄[Fе(СN)₆], перешкоджають виявленню Zn²⁺.

1.3.10.Взаємодія з кобальту нітратом

(утворення "Ринманової зелені")

Поміщують у фарфоровий тигель трохи розчину цинку нітрату і додають декілька крапель розчину кобальту нітрату, підсушують, потім добре прожарюють. При цьому утворюється кобальту цинкат зеленого кольору (так звана ”Ринманова зелень"). Йони амонію перешкоджають виявленню йонів цинку.

Zn(NO₃)₂ + Co(NO₃)₂ → CoZnO₂ + 4NO₂↑ + O₂↑.

1.3.11. Дія дитизону

Дитизон (дифенілтіокарбазон) реагує з утворенням у розчині хлороформу забарвленої внутрішньокомплексної солі – цинку дитизонату. Реакція характеризується високою чутливістю - (0,025 мкг).

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони Zn²⁺, додають 1 см³ ацетатної буферної суміші з рН=5 та 0,5-1 см³ хлороформного розчину дитизону. При цьому спостерігають забарвлення хлороформного шару в малиново-червоний колір. Заважають реакції йони Ag⁺, Bi³⁺, Pb²⁺, Cu²⁺. Щоб уникнути вплив цих катіонів, перед введенням дитизону додають 4-5 крапель 0,5М розчину натрію тіосульфату для зв’язування їх в комплекси.

г) Реакції йонів Sn²⁺ і Sn⁴⁺

1.3.12. Дія сірководню

Сірководень утворює з йонами Sn²⁺ і Sn⁴⁺ відповідно шоколадно-коричневий і жовтий осади сульфідів, нерозчинні в розбавленій НС1:

H₂SnCl₄ + H₂S = SnS↓ + 4НС1

H₂SnCl₆ + 2H₂S = SnS₂↓ + 6НС1

Реакції проводять у середовищі 0,3-1н розчину хлоридної кислоти. Обидва сульфіди розчинні в концентрованій НСl; SnCl₂ розчинний також у розчині HNO₃. При взаємодії з концентрованою НNО₃ осади SnS i SnS₂ перетворюються в білий осад нерозчинної станатної кислоти Н₂SnO₃.

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони Sn²⁺ або Sn⁴⁺ добавляють 3-4 краплі концентрованої НС1 і пропускають через розчин повільний струмінь H₂S. Всі йони, що утворюють в цих умовах осади з Н₂S, перешкоджають виявленню Sn²⁺ і Sn⁴⁺.

1.3.13. Дія купферону

Реактив утворює з йонами Sn⁴⁺ в кислому середовищі малорозчинний осад. Користуючись цим реактивом, можна кількісно осадити і відділити Sn⁴⁺ від багатьох інших йонів.

1.3.14. Дії солей Бісмуту

Солі Бісмутy (III) відновлюються солями Sn²⁺ до металічного бісмуту, забарвленого в чорний колір:

3SnСl₂ + 2ВіС1₃ + 18NаОН = 2Ві↓ + 3Na₂SnО₃ + 12NaС1 + 9Н₂О.

Реакцію проводять у сильнолужному середовищі.

Йони Sn⁴⁺ перед виявленням необхідно відновити до Sn²⁺ металічним залізом.

Виконання реакції:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони Sn²⁺, додають розчину NаОН до повного розчинення утвореного спочатку білого осаду Sn(ОН)₂. До прозорого розчину додають 2-3 краплі розчину ВіСl₃ або Ві(NО₃)₃.

Виявленню йонів Стануму перешкоджають наступні йони: Нg₂²⁺, Нg²⁺, Аg⁺.

1.3.15. Дія солей Меркурію (І-II)

Солі Меркурію (I-ІІ) відновлюються йонами Sn²⁺. Кінцевим продуктом відновлення є металічна ртуть, забарвлена в чорний колір:

2НgСl₂ + SnCl₂ = Нg₂С1₂ + SnС1₄.

Нg₂Сl₂ + SnСl₂ = 2Нg↓ + SnСl₄.

Реакцію проводять в кислому середовищі (розчин хлоридної кислоти).

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину SnСl₂ додають 3-4 краплі розчину концентрованої хлоридної кислоти та 1-2 краплі розчину Нg₂(NО₃)₂ або Нg(NО₃)₂. Виявленню Стануму перешкоджають йони Аg⁺.

1.3.16. Дія диметилгліоксиму

Диметилгліоксим утворює з йонами Sn²⁺ у присутності Fе²⁺ забарвлену в червоний колір сполуку, в склад якої входять Sn²⁺, Fе²⁺ і диметилгліоксим. Сполука екстрагується бутиловим спиртом.

Виконання досліду:

До 1 см³ розчину, що містить йони Sn²⁺ чи Sn⁴⁺, додають 3-4 краплі НС1, залізні ошурки і кип’ятять протягом 1-2 хв. Розчин охолоджують і додають лужний розчин диметилгліоксиму до лужної реакції середовища, доливають 1 см³ розчину бутилового спирту і струшують вміст пробірки. В присутності йонів Стануму органічний шар забарвлюється в червоний колір. Для порівняння необхідно провести контрольний дослід. Виявленню Стануму не перешкоджають інші катіони.

д) Реакції йонів АsO₃^3-, АsO₄^3-

Сполуки Арсену токсичні! При роботі з ними слід вияввляти особливу обережність!

1.3.17. Дія сірководню

Сірководень з йонами АsO₃^3-, АsO₄^3- утворює осади сульфідів Аs₂S₃ і Аs₂S₅.

2Nа₃АsO₃ + 3Н₂S + 6НСl = Аs₂S₃↓ + 6NаС1 + 6Н₂O

2Nа₃АsO₄ + 5Н₂S + 6НС1 = Аs₂S₅↓ + 6NаС1 + 8Н₂O

Реакції проводять у середовищі 6н НС1 при нагріванні. Обидва сульфіди розчинні в розчинах NаОН, НNО₃ (при нагріванні), NН₄ОН, але нерозчинні в НС1.

Виконання досліду:

До 1 см³ розчину солі Арсену додають 1 см³ концентрованої НС1, вміст пробірки підігрівають і пропускають через розчин повільний струмінь Н₂S. Виявленню Арсену перешкоджають всі йони, які утворюють сульфіди, нерозчинні в НС1 (Рb²⁺, Аg⁺, Hg₂²⁺, Hg²⁺, Sn⁴⁺, Bi³⁺ та ін.).

1.3.18. Дія aргентуму нiтрату

Аргентуму нітрат утворює з йонами АsО₃^3-, АsO₄^3- осади Аg₃АsО₃ і Аg₃AsO₄ відповідно жовтого і коричневого кольору. Осади нерозчинні в СН₃СООН, але розчинні в НNО₃ і NН₄OН. Реакцію проводять у нейтральному або ацетатнокислому середовищі.

AsO₂^- + 3Ag⁺ + H₂O →Ag₃AsO₃↓ + 2H⁺;

AsO₄^3- + 3Ag⁺ →Ag₃AsO₄↓.

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину солі Арсену додають 3-4 краплі розчину АgNО₃. Виявленню Арсену перешкоджають йони, які утворюють забарвлені осади з АgNО₃.

1.3.19. Дія магнезіальної суміші

(фармакопейна)

Магнезіальна суміш (MgCl₂ + NH₄Cl + NH₄OH) утворює з йонами АsO₄^3- білий кристалічний осад (помутніння розчину) подвійної солі Магній-Амоній-Арсенату.

Nа₂НАsO₄ + МgСl₂ + NН₄OН = МgNН₄AsO₄↓ + 2NаС1+Н₂O

Реакцію проводять у слаболужному середовищі у присутності NH₄Сl. Осад розчинний у СН₃СООН і в неорганічних кислотах.

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони Мg²⁺, додають краплями розчин NH₄ОН до утворення незначного осаду (помутніння), потім додають невелику кількість сухого NH₄С1 і 3-4 краплі розчину Nа₂НАsO₄. Всі йони, що утворюють нерозчинні сполуки з Мg²⁺ і АsO₄^3-, перешкоджають виявленню Арсену.

1.3.20. Дія молібденової рідини

(суміш амонію молібдату і нітратної кислоти)

При нагріванні молібденова рідина утворює з йонами АsO₄^3- дрібнокристалічний ясножовтий осад амонійної солі арсеномолібденової гетерополікислоти. Реакцію проводять у надлишку НNО₃. Осад нерозчинний у НNO₃, але розчиняється в NаОН.

H₃AsO₄ + 12(NH₄)₂MoO₄ + 21HNO₃ = (NH₄)₃[As(Mo₃O₁₀)₄]•H₂O↓ +

+ 21NH₄NO₃ + 11H₂O

Виконання досліду:

До 1 см³ розчину, що містить йони АsO₄^3-, добавляють 5-6 см³ молібденової рідини. Вміст пробірки нагрівають майже до кипіння і залишають на 5 хвилин. Йони АsO₃^3- не взаємодіють з молібденовою рідиною. Їх попередньо оксидують до АsO₄^3- за допомогою H₂O₂ або концентрованого розчину НNО₃. Виявленню АsO₄^3- перешкоджають йони РО₄^3-.

1.3.21. Дія металічного цинку (реакція Гутцайта)

Металічний цинк відновлює йони АsО₃^3- і АsO₄^3- до газоподібного арсину АsН₃:

Nа₃АsO₄ + 4Zn + 5NаОН = 4Nа₂ZnO₂ + АsН₃↑ + Н₂O.

Реакцію проводять у лужному середовищі. Арсин, що виділяється, виявляють за допомогою смужки фільтрувального паперу, змоченої попередньо розчином АgNО₃, яка чорніє в результаті виділення металічного срібла.

Виконання досліду:

До 2 см³ розчину NаОН додають 1-2 гранули металічного цинку. Вміст пробірки нагрівають до початку розчинення цинку і додають 3-4 краплі розчину натрію арсенату чи арсеніту. Пробірку закривають ватним тампоном, змоченим розчином плюмбуму ацетату для поглинання можливої домішки сірководню. Зверху пробірку закривають фільтрувальним папером, змоченим розчином аргентуму нітрату. В присутності АsН₃ на фільтрувальному папері через декілька хвилин виникає чорна пляма. Йони Sb³⁺ і Sb⁵⁺ перешкоджають досліду.

1.3.22. Дія розчину йоду

Розчин йоду знебарвлюється при добавленні його до розчину, що містить йони АsО₃^3-, внаслідок оксидації останніх до АsO₄^3-:

Nа₃АsО₃ + I₂ + Н₂O = Nа₃АsO₄ + 2НІ.

Реакцію проводять у слаболужному середовищі (за допомогою NаНСО₃)

Виконання досліду:

До 0,5-1 см³ розчину, що містить йони АsО₃^3-, додають 3-4 краплі розчину NаНСО₃ і краплями розчин І₂. Виявленню АsО₃^3- перешкоджають відновники.

1.3.23. Реакція Марша

У пробірку поміщають кусочок хімічно чистого цинку (без домішок Аs), декілька крапель розчину, що містить Арсен і хлоридну кислоту. Пробірку закривають корком з встановленою в нього скляною трубкою з витягнутим кінцем і підпалюють газ, що виділяється з нього. Арсин горить синім полум’ям, при цьому утворюється арсену (III) оксид і вода. Якщо в полум’я внести блискучу фарфорову чашку, то на ній відкладається металічний арсен у вигляді чорної плями. Пляма легко розчиняється в розчині гіпохлориту натрію, чим відрізняється від такої ж плями металічного стибію, яка не розчинна в розчині натрію гіпохлориту.

2AsO₃^3- + Zn + 12H⁺ → 2АsН₃ ↑ + Zn²⁺ + 6H₂O

2АsН₃ = 2Аs↓ + 3Н₂↑

Вказана реакція використовується в судовій експертизі для аналітичного виявлення арсену. Таким чином можна виявити дуже малі кількості арсену.

Примітка. Технічний цинк звичайно містить домішки арсену, тому перед проведенням цього досліду слід провести контрольний дослід з цинком.

Завдання 2. Характерні реакції катіонів п’ятої

аналітичної групи

Реакції виявлення катіонів п’ятої аналітичної групи

(Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺).

2.1. Дія групового реагенту (2М розчин натрію гідроксиду)

Йони Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺ утворюють з 2М розчином NaOH аморфні осади гідроксидів, а йони Sb³⁺ і Sb⁵⁺ осади відповідних кислот HSbO₂ і HSbO₃. Всі осади (крім Fe(OH)₂ , який має блідо-зелений та Fe(OH)₃, який має червоно-бурий кольори), мають білий колір. HSbO₂ та HSbO₃ розчиняються в надлишку лугу.

У хлоридній кислоті всі осади розчинні. В нітратній кислоті всі осади також розчинні, окрім HSbO₂ і HSbO₃. Осади Fe(OH)₃, Bi(OH)₃, HSbO₂ та HSbO₃ нерозчинні в надлишку амонію гідроксиду; Mn(OH)₂ і Fe(OH)₂ частково розчинні в надлишку NH₄OH. Осади Mn(OH)₂ і Fe(OH)₂ оксидуються киснем повітря і набувають з часом бурого забарвлення в результаті переходу в Fe(OH)₃ і Mn(OH)₂O.

Виконання реакції:

До 0,5 см³ розчину в окремих пробірках додають по 3-4 краплі 2М розчину натрію гідроксиду.

2.2. Дія загальних реагентів

Виконання реакцій:

Всі реакції з загальними реагентами виконують таким чином: в ряд пробірок (по 5 в кожному ряді) поміщають по 0,5 см³ солей відповідних йонів і додають по 3-4 краплі реактиву.

2.2.1. Дія амонію гідроксиду

Амонію гідроксид реагує аналогічно до розчину натрію гідроксиду (див. п.2.1.).

2.2.2. Дія карбонатів натрію, калію та амонію

Реагенти утворюють з йонами Fe²⁺ і Mn²⁺ білі осади відповідних карбонатів. Fe³⁺ утворює червоно-бурий осад Fe(OH)CO₃, який при кип’ятінні переходить у Fe(OH)₃.

Йони Mg²⁺ утворюють білий осад основної солі, який розчинний в присутності солей амонію. Йони Bi³⁺ утворюють осад Bi(OH)₃, а йони Sb³⁺ і Sb⁵⁺ - осади кислот HSbO₂ і HSbO₃.