Реакция с сероводородной водой. H2S + H2O с солями изучаемых катионов образует осадки сульфидов, обладающих различной растворимостью в кислотах:

H₂S + H₂O с солями изучаемых катионов образует осадки сульфидов, обладающих различной растворимостью в кислотах:

HgS – чёрного цвета, не растворим в азотной кислоте в отличие от других сульфидов. Растворяется только в царской водке или смеси HCl и KI:

HgS↓ + 2H⁺ + 4I^-= [HgI₄]^2- + H₂S↑

CuS - чёрного цвета, растворяется в кипящей азотной кислоте:

3 CuS↓ + 2NO₃^- + 8 H⁺= 3 Сu²⁺ +3S + 2NO + 4 H₂O

NiS и CoS – сульфиды также чёрного цвета, осаждающиеся в присутствии ацетатного буфера. Они легко переходят в коллоидное состояние. Свежеприготовленные -растворимы в разбавленных кислотах, но при непродолжительном стоянии переходят в другую модификацию, растворимую в кислотах только в присутствии окислителей, например:

NiS↓+ 2H⁺ + H₂O₂= Ni²⁺ +2 H₂O + S↓

CdS – сульфид жёлтого цвета. Хорошо растворяется в кипящих растворах серной и соляной кислот, а при слабом нагревании – и в растворе азотной кислоты:

3 CdS↓ + 2NO₃^- + 8 H⁺= 3Cd²⁺ + 3S + 2NO + 4 H₂O

Выполнение реакции. Получить осадки сульфидов, проверить их растворимость в кислотах на холоду и при нагревании. Сделать вывод о возможности разделения катионов VI группы с помощью данного реагента.

ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНА Cu²⁺

Медь проявляет в соединениях степени окисления +1 и +2.Соли меди (I)- бесцветны, меди (II), содержащие кристаллизационную воду – синего или зеленого цвета, безводные - белого или жёлтого.

1. Реакция с иодидом калия.

KI окисляется солями меди (II) до свободного йода, выделяющегося в виде коричневого осадка, маскирующего белый моноиодид меди:

 

2Сu²⁺ + 4I^-=2CuI↓ + I₂

Эта реакция может быть использована для дробного открытия ионов меди из смеси катионов VI группы. Какие ионы из других групп мешают проведению этой реакции?

Выполнение реакции. На полоску фильтровальной бумаги нанести каплю KI и СuSO₄. Что наблюдается? Разобрать химизм происходящего процесса.

2.Реакция с гексацианоферратом (II) калия.

K₄[Fe(CN)₆] при рН 4-6 образует с Сu²⁺ красно- бурый осадок по уравнению:

 

2Сu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4-= Сu₂ [Fe(CN)₆]↓

Образующийся осадок растворим в аммиаке:

 

Сu₂ [Fe(CN)₆]↓ + 8NH₃ = 2[Cu(NH₃)₄]²⁺+ [Fe(CN)₆]^4-

И разлагается при действии щелочей:

 

Сu₂ [Fe(CN)₆]↓+ 4 OH^-= Cu(OH)₂↓ + [Fe(CN)₆]^4-

Проведению реакции мешают ионы Fe³⁺, Ni²⁺_, Co²⁺.

Выполнение реакции. Получить осадок Сu₂ [Fe(CN)₆]. Проверить действие растворов щелочи и аммиака.

1. Реакция с тиосульфатом натрия.

Na₂S₂O₃ при добавлении к подкисленному раствору Сu²⁺ обесцвечивает его вследствие образования комплексной соли. Если нагреть полученный раствор, образуется темно- бурый осадок Cu₂S:

 

2Сu²⁺+ 2 S₂O₃^2- + 2H₂O= Cu₂S↓+ S + 4 H⁺ + 2SO₄^2-

Эта реакция может быть использована для отделения Сu²⁺ от Cd²⁺, так как CdS в кислой среде не образуется. При недостатке Na₂S₂O₃ идёт следующий процесс:

 

Сu²⁺+ 2 S₂O₃^2- + H₂O= CuS↓ + SO₄^2-+ 2 H⁺

Выполнение реакции. К нескольким каплям СuSO₄ добавить равный объём раствора серной кислоты и несколько кристалликов Na₂S₂O₃. Нагреть. Что наблюдается?

1. Реакция с металлическими Al, Fe, Zn.

Активные металлы восстанавливают Сu²⁺ до свободного состояния, медь выпадает в виде красной губчатой массы:

3Сu²⁺ + 2Al= 3Cu + 2Al³⁺

Выполнение реакции. На очищенную гранулу активного металла нанести каплю раствора Сu²⁺, подкисленного серной кислотой. Через 1-2 минуты каплю смыть. Что наблюдается?

1. Реакция с раствором аммиака.

Из общеаналитических характерной для Сu²⁺ является реакция образования лазурно- синего аммиаката [Cu(NH₃)₄]²⁺. Мешают Ni²⁺.

Выполнение реакции. (см. общие реакции)

1. Реакция с тиоцианатом аммония.

NH₄SCN образует с солями меди черный осадок Cu(SCN)₂, который постепенно, а в присутствии восстановителей- быстро, разлагается и переходит в CuSCN белого цвета:

Cu(SCN)₂ ↓ + SO₃^2-+ H₂O= Cu SCN↓+ 2 SCN^- + SO₄^2-

Выполнение реакции. Получить осадок Cu(SCN)₂. Разделить его на две пробирки. В одну добавить несколько капель Na₂SO₃. Наблюдать скорость перехода Cu(SCN)₂ в Cu SCN.

ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНА Hg²⁺

1. Реакция с иодидом калия.

KI образует с Hg²⁺ оранжево- красный осадок иодида ртути:

Hg²⁺+ 2I^-= HgI₂↓

В избытке реагента осадок растворяется, образуя устойчивый бесцветный комплексный ион:

HgI₂↓+ 2I^-= [HgI₄]^2-

Если к полученному раствору добавить каплю раствора NH₄Cl или другой соли аммония и несколько капель концентрированной NaOH, выпадает красно- бурый осадок иодида оксидимеркураммония:

NH₄⁺+ 2[HgI₄]^2-+ 4OH^-= [OHg₂NH₂]I↓ + 7I^- + 3H₂O

Эту реакцию под названием реакции Несслера мы использовали для обнаружения NH₄⁺. Мешают катионы Cu²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺.

Выполнение реакции. а) Пробирочный опыт. В пробирку с несколькими каплями раствора Hg(NO₃)₂ осторожно опустить палочку, смоченную KI. Наблюдать образование осадка, который быстро растворяется.

б) На полоску фильтровальной бумаги нанести каплю раствора KI. Затем палочкой, смоченной раствором Hg²⁺ коснуться центра пятна. Наблюдать появление оранжевой окраски. Провести открытие Hg²⁺ в присутствии Cu²⁺ капельным методом, выбирая оптимальный порядок нанесения растворов.