Аналитические реакции катионов шестой аналитической группы по кислотно-основной классификации.

Катионы: Cu²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Co²⁺, Bi²⁺. Групповой реагент: раствор аммиака 25 %.

Cu²⁺

1) Реакция с аммиаком:

CuCl₂ + NH₃·H₂O = Cu(OH)Cl + NH₄Cl

основная

соль меди

сине-зеленого цвета

В избытке аммиака осадок растворяется:

Cu(OH)Cl + 4 NH₃·H₂O = [Cu(NH₃)₄]²⁺ + OH^- +Cl^- +4H₂O

раствор

ярко-синего

цвета тетраамминмедь (II)-катион

В кислой среде комплексный тетраамминмедь (II) - катион разрушается:

[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H₃O⁺ = [Cu(H₂O)₄]²⁺ + 4NH⁴⁺

и окраска раствора из ярко-синей переходит в голубую (цвет аквокомплекса меди (II)).

2) Реакция восстановления меди (II) до металлической меди: металлы, расположенные в ряду напряжений металлов левее меди, восстанавливают катионы меди (II) до металлической меди. Чаще всего для этого применяют металлический алюминий, цинк, железо. При внесении этих металлов в растворы солей меди (II) поверхность металла покрывается тонким слоем выделяющейся металлической меди красноватого цвета:

Cu²⁺ + Zn = Cu + Zn²⁺

Cu²⁺ + Fe = Cu + Fe²⁺

3Cu²⁺ + 2Al = 3Cu + 2Al³⁺

3) Окрашивание пламени газовой горелки – фармакопейный тест: соли меди при внесении их в пламя газовой горелки окрашивают его в изумрудно-зеленый цвет.

Hg²⁺

Все соединения ртути (II) сильно ядовиты, поэтому при работе с ними следует принимать меры предосторожности!

1) Реакция с щелочами и аммиаком – при добавлении водного раствора щелочи к водному раствору, содержащему катион Hg²⁺, выпадает желтый осадок оксида ртути (II) HgO:

Hg²⁺ + 2OH^- = HgO + H₂O

Осадок растворяется в азотной кислоте, в растворах хлоридов и йодидов щелочных металлов.

2) Реакция с йодидом калия: в результате образуется осадок йодида ртути (II) красного цвета, который при избытке йодид-ионов растворяется с образованием бесцветного тетрайодомеркурат (II) – иона [HgI₄]^2-:

Hg²⁺ + 2I^- = HgI₂

HgI₂ + 2I^- = [HgI₄]^2-

Мешают катионы: Pb²⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Bi³⁺ а также окислители.

3) Реакция с сульфид-ионами – катионы ртути (II) осаждаются из водных растворов сульфид-ионами в виде черно-коричневого осадка сульфида ртути (II). Реакция протекает в несколько стадий. Вначале образуется белый осадок, постепенно изменяющий окраску через желто-красную и бурую на коричнево-черную при избытке сульфид-ионов.

3HgCl₂ + 2H₂S = 2HgS·HgCl₂ + 4HCl

белый осадок

При избытке H₂S: 2HgS·HgCl₂ + H₂S = 3HgS + 2HCl

коричнево-

черный

осадок

Co²⁺

1) Реакция с нитрозо – R - солью:

Нитрозо - R - соль можно представить в двух таутомерных формах:

Со³⁺ + 3НL = CoL₃ + 3H⁺

НL – условное обозначение нитрозо - R – соли.

где CoL₃ внутрикомплексное соединение красного цвета.

Реакцию проводят в кислой среде, при нагревании. Раствор окрашивается в красный цвет. При достаточно больших концентрациях из раствора выпадает красный осадок внутрикомплексного соединения.