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>Н_>2>O,

Сu²⁺ + 4NH_>4>OH = [Cu(NH_>3>)_>4>]⁺ + _>4>Н_>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⁺ + S^2- = 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,

2Сг^З+ + 3S^2- + 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>О_>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⁺ + S^2- = 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⁺ + S^2- = 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⁺ + 3S^2- = 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⁺ + S^2- = 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⁺ + S^2- = 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