ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ НА
КАТИОНЫ 




Катионы

Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного катиона,  открываемый  минимум
(чувствительность  реакции)

Калий
К+

В нейтральной или уксуснокислой среде:

    • Кобальтинитрит натрия Na3[Co(NO2)6] образует желтый  кристаллический осадок:

2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3- = K2Na[Co(NO2)6]
Микрокристаллоскопическая реакция с Na2Pb[Cu(NO2)6] образуются черные кристаллы кубической формы (открываемый минимум - 0,15 µг К+; предельное  разбавление 1:7,5.104).

    • Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.

Натрий 
Na+

    • Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом  Zn(UO2)3(C2H3O2)8 – образуется зелетовато-желтый кристаллический осадок, имеющий форму тетраэдров или октаэдров; открываемый минимум - 12,5 µг Na+; предельное разбавление 1:5.103

Na++Zn(UO2)3(C2H3O2)8 + CH3COO- + 9H2O=NaZn(UO2)3(C2H3O2)9 .  9H2O

    • Окрашивание пламени – желтое

Аммоний 
NH4+

    • При действии щелочей при нагревании выделяется аммиак, который обнаруживают по характерному запаху, по посинению влажной лакмусовой бумаги или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли ртути (I). Чувствительность  реакции - 0,05 µг; предельное разбавление 1:106.

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O
(NH4+ + OH- = NH3 + H2O)

    • Реактив Несслера K2[HgI4] в щелочной среде образует оранжево-коричневый осадок; чувствительность реакции - 0,25 µг иона аммония; предельное разбавление 1:2.107

Магний 
Mg2+

    • Магнезон–I (или Магнезон–II) в отсутствие NH4+ дают синее окрашивание; открываемый минимум  - 0,9 µг (или 0,2 µг соответственно).
    • Оксихинолин (при рН = 10 – 12) дает зеленовато-желтый кристаллический осадок  (чувствительность реакции - 0,1 µг иона магния)
    • Карбонаты щелочных металлов дают белый осадок карбоната магния, легко растворимый  в кислотах:
      Mg2+ + CO32- ® MgCO3

Кальций
Са2+

    • Окрашивает пламя в кирпично-красный цвет.
    • Щавелевокислый аммоний (оксалат аммония) в уксуснокислом растворе образует белый кристаллический осадок (в отсутствие Ва2+ и Sr2+); чувствительность – 1 µг Са2+

CaCl2 + (NH4)2C2O4 = 2NH4Cl + CaC2O4
(Сa2+ + C2O42- = CaC2O4)

    • Микрокристаллоскопическая реакция с H2SO4: характерная форма кристаллов в виде длинных игл или пластинок  (чувствительность -  0,1 µг  Са 2+)

Барий 
Ва2+

    • В уксуснокислой среде хромат калия  К2СrО4  или  К2Cr2O7 + CH3COONa  дают  ярко-желтый осадок  хромата бария.
    • Серная кислота и ее соли  образуют  белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимого в кислотах и щелочах:

     Ba2+ + SO4 2-= BaSO4
(Открываемый минимум - 0,4 µг; предельное разбавление 1:1,25.105).
Гипсовая вода (насыщенный раствор СаSO4) с Ва2+ на холоде вызывает медленное образование осадка (тогда как для ее взаимодействия с ионами Sr2+ требуется  нагревание).

    • Окрашивает пламя в желто-зеленый цвет.

Алюминий 
Al3+

    • Гидроксиды щелочных металлов образуют белый студенистый осадок Al(OH)3, растворимый в кислотах с образованием соли соответствующей кислоты; он также растворим в растворах щелочей с образованием комплексных ионов [Al(OH)4]-:

Al3+ + 3OH-= Al(OH)3         Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
(Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства)
В отличие от гидроксида цинка, Al(OH)3 не растворяется в NH4OH.

    • Прокаливание гидроксида алюминия с солью кобальта дает синее  окрашивание  (“тенарову синь” - Со(AlO2)2).
    • Оксихинолин дает желтый осадок; Ализарин красный S, Хинализарин или Алюминон - красные осадки.      

Хром
Cr 3+

    • Окислители (например, перманганат калия, пероксид водорода, бромная вода)  превращают зеленые или фиолетовые соединения хрома (III) в соединения хрома (VI)- хроматы СrO42- (желтого цвета) в щелочной среде или дихроматы  Cr2O72- (оранжевого цвета) в кислой среде.
    • Гидроксиды щелочных металлов образуют серо-голубой осадок Сr(OH)3, проявляющий амфотерные свойства - растворяется в растворах кислот и в избытке щелочей и NH4OH.

Железо
Fe 3+

    • Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) образует темно-синий осадок берлинской лазури; чувствительность реакции 0,05 µг Fe3+, предельное разбавление 1:106:

4K4[Fe(CN)6] + 4Fe3+ = 12К+ + 4КFeIII[FeII(CN)6]   (а)

    • Гидроксиды щелочных металлов и NH4OH образуют гидроксид железа (III)  красно-бурого цвета, растворимый в кислотах и нерастворимый в избытке щелочей (отличие от гидроксидов алюминия и хрома). Открываемый минимум - 10 µг железа; предельное разбавление 1:1,6.105.

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3

    • Роданид калия или аммония вызывает кроваво-красное окрашивание раствора

FeCl3 + 3NH4SCN « 3NH4Cl + Fe(SCN)3
Открываемый минимум - 0,25 µг, предельное разбавление – 1:2.105

Железо
Fe2+

    • Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль) образует темно-синий осадок турнбулевой сини; чувствительность реакции 0,1 µг железа, предельное разбавление 1:5.107

3K3[Fe(CN)6] + 3Fe2+ = 3KFeII[FeIII(CN)6] + 6K+   (б)
Недавно было установлено, что берлинская лазурь и турнбулева синь – это одно и то же вещество, т.к. комплексы, образующиеся в реакциях (а) и (б)  находятся  между собой  в равновесии:
KFeIII[FeII(CN)6] « KFeII[FeIII(CN)6]
(В разделе “Железо и его соединения” упомянутые выше реакции (а) и (б)  приведены  в традиционной старой записи).

Цинк
Zn2+

    • Гидроксиды щелочных металлов образуют белый амфотерный осадок  Zn(OH)2, который растворим в NH4OH c образованием комплексных соединений:

Zn2+ + 2OH-= Zn(OH)2        Zn(OH)2 + 4NH3= [Zn(NH3)4](OH)2
При прокаливании гидроксида цинка с соединениями кобальта образуется  окрашенная в зеленый цвет масса - “ринманова зелень”, представляющая собой цинкат кобальта СоZnO2.

    • H2S при рН = 2,2 дает белый осадок ZnS

Никель
Ni2+

    • Гидроксид натрия образует бледно-зеленый студенистый осадок Ni(OH)2; открываемый минимум - 300 µг никеля, предельное разбавление 1:3.105. Осадок растворим в кислотах и в NH4OH и нерастворим в избытке щелочи.
    • Сероводород не осаждает NiS из сильнокислых растворов; черный осадок сульфида никеля образуется только при рН 4 – 5.
    • Диметилглиоксим (реактив Чугаева) образует красно-фиолетовый осадок; открываемый минимум - 0,5 µг никеля, предельное разбавление 1:1.106.    

Серебро
Ag+

    • Соляная кислота дает белый творожистый осадок, растворимый в аммиаке, при подкислении HNO3 аммиачного раствора снова выпадает белый осадок; чувствительность реакции - 0,01 µг Ag+, предельное разбавление 1:105.

Ag+ + Cl-=AgCl
AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O
[Ag(NH3)2]+ + Cl- >+ 2H+ ® AgCl + 2NH4+

    • Сероводород осаждает черный сульфид серебра; открываемый минимум - 1 µг серебра, предельное разбавление 1:5.106.

Медь
Cu2+

    • Растворы солей Сu2+ окрашены в голубой цвет; Cu2+ окрашивает пламя в зеленый цвет.
    • Сероводород образует черный осадок сульфида меди CuS; открываемый минимум - 1 µг меди, предельное разбавление 1:5.106. Осадок нерастворим в соляной и серной кислотах, но растворяется в горячей конц. НNO3.
    • Гидроксиды щелочных металлов осаждают  голубой  осадок  Сu(OH)2, который при нагревании дегидратируется и превращается в черный осадок оксида меди CuO:

Cu2+ + 2OH-= Cu(OH)2       Cu(OH)2 = CuO + H2O
Открываемый минимум - 80 µг меди, предельное разбавление 1:5.104.
Гидроксид меди растворяется в концентрированных растворах аммиака, образуя аммиакат меди интенсивно синего цвета (реактив Швейцера; растворяет целлюлозу):
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-

 Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 Союз образовательных сайтов