Химико-аналитические свойства ионов d-элементов

Химико-аналитические свойства ионов d-элементов

Ионы d-элементов 1В группы

Реакции обнаружения ионов меди Сu2+

Действие группового реагента H>2>S. Сероводород образует в подкисленных растворах солей меди черный осадок сульфида меди (II)CuS:

CuSO>4> + H>2>S = CuS + H>2>SO>4>,

Cu2+ + H>2>S = CuS + 2H+.

Действие гидроксида аммония NH>4>OH. Гидроксид аммония NH>4>OH, взятый в избытке, образует с солями меди комплексный катион тетраамминмеди (II) интенсивно-синего цвета:

CuSO>4> + 4NH>4>OH = [Cu(NH>3>)>4>]SO>4> + >4>2>O,

Сu2+ + 4NH>4>OH = [Cu(NH>3>)>4>]+ + >4>2>О.

Реакции обнаружения ионов серебра Ag+

Действие группового реагента НС1. Соляная кислота образует с растворами солей Ag+ практически нерастворимый в воде белый осадок хлорида серебра AgCl:

Ag+ + Cl- = AgCl.

Обнаружение катиона серебра. Соляная кислота и растворы ее солей (т. е. хлорид-ионы Сl-) образуют с растворами солей Ag+ практически нерастворимый в воде белый осадок хлорида серебра AgCl, который хорошо растворяется в избытке раствора NH>4>OH; при этом образуется растворимая в воде комплексная соль серебра хлорид диамминсеребра. При последующем действии азотной кислоты комплексный ион разрушается и хлорид серебра снова выпадает в осадок (эти свойства солей серебра используются для его обнаружения):

AgNO>3> + НСl = AgCl + HNO>3>,

AgCl + 2NH>4>OH = [Ag(NH>3>)>2>]Cl + 2Н>2>О,

[Ag(NH>3>)>2>]Cl + 2HNO>3> = AgCl + 2NH>4>NO>3>.

Ионы d-элементов IIB группы

Реакции обнаружения ионов цинка Zn

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Сульфид аммония образует с солями цинка белый осадок сульфида цинка ZnS:

ZnCl>2> + (NH>4>)>2>S = ZnS + 2NH>4>Cl,

Zn2+ + S2- = ZnS.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, КОН) осаждают из водных растворов солей Zn2+ осадок гидроксида цинка Zn(OH)>2> белого цвета, проявляющий амфотерные свойства. В избытке щелочи осадок растворяется с образованием бесцветного раствора комплексной соли тетрагидроксоцинката натрия Na>2>[Zn(OH)>4>]:

ZnCl>2> + 2NaOH = Zn(OH)>2> + 2NaCl,

Zn(OH)>2> + 2NaOH = Na>2>[Zn(OH)>4>].

Ионы d-элементов VIB группы

Реакции обнаружения ионов Сr3+

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Из водного раствора сульфид аммония осаждает катион хрома Сг3+ в виде гидроксида Сг(ОН)>3> за счет полного гидролиза сульфида хрома (III):

2СгС1>3> + 3(NH>4>)>2>S + 6Н>2>O = 2Сг(ОН)>3> + 3H>2>S + 6NH>4>C1,

2СгЗ+ + 3S2- + 6Н>2>O = 2Сг(ОН)>3> + 3H>2>S.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Гидроксиды щелочных металлов (NaOH, КОН) осаждают из растворов солей Сг3+ сине-зеленого цвета гидроксид хрома Сг(ОН)>3> серо-зеленого цвета, обладающий амфотерными свойствами:

СгС1>3> + 3NaOH = Сг(ОН)>3> + 3NaCl.

Избыток NaOH растворяет осадок с образованием изумрудно-зеленого раствора комплексной соли гексагидроксохрома (III) натрия:

Сг(ОН)>3> + 3NaOH = Na>3>[Сг(ОН)6].

Действие пероксида водорода Н>2>2> в щелочной среде. Пероксид водорода Н>2>O>2> в щелочной среде окисляет соли хрома (III) в хромат-ионы СгО>4>2- желтого цвета:

2Na>3>[Сr(ОН)6] + 3Н>2>O>2> = 2Na>2>CrO>4> + 8H>2>O + 2NaOH.

Ионы d-элементов VIIB группы

Реакции обнаружения ионов марганца Мn2+

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Сульфид аммония образует в растворах солей Мn2+ осадок сульфида марганца бледно-розового (телесного) цвета:

MnSO>4> + (NH>4>)>2>S = MnS + (NH>4>)>2>SO>4>,

Mn2+ + S2- = MnS.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, КОН) образуют с растворами солей Мn2+ (растворы солей Мn2+ имеют бледно-розовый цвет) белый осадок гидроксида марганца (II) Мn(ОН)>2>, растворимый в кислотах, но не растворимый в щелочах:

МnС1>3> + 2NaOH = Мn(ОН)>2> + 2NaCl.

Осадок Мn(ОН)>2> кислородом воздуха постепенно окисляется до бурого оксида-гидроксида марганца (IV) МnО(ОН)>2>, который также легко образуется при окислении растворов Mn2+ пероксидом водорода Н>2>Сl>2>:

Мn(ОН)>2> + Н>2>O>2> = MnO(OH)>2> + Н>2>O.

Ионы d-элементов VIII группы

Реакции обнаружения ионов железа Fe2+

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Сульфид аммония оса дает из растворов солей Fe2+ черный осадок сульфида железа (II):

FeSO>4> + (NH>4>)>2>S = FeS + (NH>4>)>2>SO>4>,

Fe2+ + S2- = FeS.

Действие гексацианоферрата (III) калия K>3>[Fe(CN)6]. Гексацианоферрат(Ш) калия окисляет Fe2+ в Fe>3>+:

Fe2+ + [Fe(CN)6]3- = Fe3+ + [Fe(CN)6]

Образовавшиеся ионы Fe3+ образуют с анионами гексацианноферрата(II) новый комплексный анион:

Fe3+ + К+ + [Fe(CN)6]>4>- = KFe3+[Fe2+(CN)6].

Соединение KFe3+[Fe>2>+(CN)6] носит название турнбулевой cини.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, КОН) осаждают из растворов ее лей Fe2+ гидроксид железа (II) Fe(OH)>2>, который в обычных условиях на воздухе имеет грязно-зеленоватый цвет в результате частичного окисления до Fе(ОН)>3>:

FeCl>2> + 2NaOH = Fe(OH)>2> + 2NaCl,

4Fe(OH)>2> + О>2> + 2H>2>O == 4Fе(ОН)>3>.

Реакции обнаружения ионов железа Fe3+

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Сульфид аммония дае солями Fe3+ черный осадок сульфида железа (II) FeS:

2FеСl>3> + 3(NH>4>)>2>S = 2FeS + 6NH>4>C1 + S,

2Fe3+ + 3S2- = 2FeS + S.

Действие гексацианоферрата (II) калия K>4>[Fe(CN)6]. Гексацианоферрат (II) калия K>4>[Fe(CN)6] образует с растворами солей Fe3+ (имеет желтую окраску) темно-синий осадок гексацианоферрата (II) железа (III) (берлинскую лазурь), который, по данным рентгеноструктурного анализа, идентичен турнбулевой сини:

FеС1>3> + К>4>[Fе(СN)6] = KFe[Fe(CN)6] + ЗКС1.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, КОН) образуют с растворами солей Fe3+ красно-бурый осадок гидроксида железа (III) Fе(ОН)>3>, практически не обладающий амфотерными свойствами:

FеС1>3> + 3NaOH = Fе(ОН)>3> + 3NaCl.

Реакции обнаружения ионов кобальта Со2+

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Сульфид аммония дает с солями Со2+ черный осадок сульфида кобальта CoS:

CoCl>2> + (NH>4>)>2>S = CoS + 2NH>4>C1,

Co2+ + S2- = CoS.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Растворы щелочей (NaOH, КОН) образуют с растворами солей Со2+ (имеют розовую окраску) синий осадок основной соли гидроксохлорида кобальта CoOHCl, который в избытке щелочи переходит в осадок гидроксида кобальта (II) розового цвета:

CoCl>2> + NaOH = СоОНСl + NaCl,

CoOHCl + NaOH = Со(ОН)>2> + NaCl.

Реакции обнаружения ионов никеля Ni2+

Действие группового реагента (NH>4>)>2>S. Сульфид аммония дает солями Ni2+ черный осадок сульфида никеля NiS:

Ni(NO>3>)>2> + (NH>4>)>2>S == NiS + 2NH>4>NO>3>,

Ni2+ + S2- = NiS.

Действие гидроксидов щелочных металлов. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, КОН) образуют с растворами солей Ni2+ (имеют зеленую окраску) зеленый осадок гидроксида никеля (II) Ni(OH)>2>, растворимый в избытке раствора аммиака с об разованием соли комплексного катиона — гексаамминникеля (II) синего цвета:

Ni(NO>3>)>2> + 2NaOH = Ni(OH)>2> + 2NаNО>3>,

Ni(NO>3>)>2> + 6NH>4>OH = [Ni(NН>3>)6](NО>3>)>2> + 6Н>2>O.

Список литературы

Для подготовки данной применялись материалы сети Интернет из общего доступа