Мета роботи: навчитися розпізнавати окремі катіони першої аналітичної групи.
Загальна характеристика групи
До першої аналітичної групи належать катіони s-елементів: Na+, K+, Li+, а також комплексний йон амонію NH4+.
Реакції катіонів натрію Na +
1. Реакція з цинкуранілацетатом Zn (UO 2)3(CH 3 COO)8. На предметне скло наносять кілька крапель солі Натрію, випарюють до сухого залишку і добавляють краплю розчину цинкуранілацетату. Через кілька хвилин розглядають утворені кристали під мікроскопом. Вони мають вигляд жовто-зелених правильних октаедрів і тетраедрів. Катіони натрію з цим реагентом у нейтральних або оцтовокислих розчинах утворюють жовтий кристалічний осад натрію цинкуранілацетату:
Na+ + Zn(UO2)3(CH3COO)8 + CH3COO- + 9H2O =
NaZn(UO2)3(CH3COO)9 · 9H2O
Виявленню іонів натрію з цим реагентом катіони K + і NH 4 + не заважають.
2.Забарвлення полум’я. Солі Натрію забарвлюють полум’я пальника в жовтий колір. На металевій дротинці вносять в полум’я пальника крупинки солі Натрію, спостерігають жовте забарвлення.
Реакції катіонів калію K +.
3. Реакція з натрій кобальтинітритом Na 3 [ Co (NO 2)6]. До 3-4 крапель солі Калію додати кілька крапель розчину натрій гексанітрокобальтату (III). Реакцію можна виконати в пробірці або на предметному склі. Катіони Калію з цим реагентом утворюють жовтий кристалічний осад калію натрію гексанітрокобальтату (III):
2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3- → К2Na[Co(NO2)6] ↓
Виявленню іонів калію з цим реагентом заважають катіони NH 4 + .
4.Забарвлення полум’я. Солі Калію забарвлюють полум’я пальника в фіолетовий колір. На металевій дротинці вносять в полум’я пальника крупинки солі Калію, спостерігають фіолетове забарвлення. Сполуки Натрію маскують фіолетове забарвлення йонів Калію.
Реакції катіонів амонію NH 4 +.
5. Реакція з гідроксидами лужних металів. У пробірку вносять кілька крапель розчину солі амонію і добавляють 3-4 краплі 2М розчину лугу. До отвору пробірки підносять червоний лакмусовий папірець і нагрівають пробірку. Лакмусовий папірець не повинен торкатися стінок пробірки, щоб запобігти потраплянню лугу на папірець. В такому випадку зміна кольору індикаторного папірця відбудеться під дією розчину лугу, навіть при відсутності катіонів амонію. Йони амонію реагують з розчинами лугів з виділенням амоніаку:
NН4Сl + NаОН → NН3↑ + NаСl+ Н2О
NН4+ + ОН- → NН3↑ + Н2О
Амоніак, що виділяється, сполучаючись з водою утворює амоній гідроксид:
NН3 + Н2О → NН4ОН
В результаті амоній гідроксид забарвлює лакмусовий папір у синій колір. Посиніння лакмусового папірця свідчить про наявність катіонів амонію у досліджуваній пробі.
Реакція чутлива і специфічна: визначенню катіонів амонію не заважають інші катіони.
6. Дія реактиву Несслера. Реактив Несслера - суміш комплексної солі Меркурію K 2 [ HgI 4 ] з КОН. До 1-2 крапель розчину солі амонію добавляють 4-5 крапель реактиву Несслера. Катіони амонію з реактивом Несслера утворюють бурий осад. При незначному вмісту йонів спостерігається жовте забарвлення.
NН4Сl + 2K2[HgI4] + 2КОН → [I2Hg2NН2]I↓ + 5KI + KCl + H2O
У кислому середовищі реагент руйнується з утворенням червоного осаду HgI4↓, тому реакцію необхідно проводити в нейтральному або лужному середовищі.
Виявленню катіонів амонію з реактивом Несслера перешкоджають катіони важких металів, які з лугами утворюють забарвлені осади відповідних гідроксидів (Fe (OH)3, Cr (OH)3).
Реакція дуже чутлива: тому її використовують для перевірки повноти виділення амоніаку з реакційної суміші для аналізу стічних вод, харчових продуктів.
