АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Общая характеристика. В III аналитическую группу входит большое количество катионов, образованных различными элементами:

Читайте также:
  1. Data Mining и Business Intelligence. Многомерные представления Data Mining. Data Mining: общая классификация. Функциональные возможности Data Mining.
  2. I. Общая установка сознания
  3. I. Общая характеристика.
  4. III.2. Преступление: общая характеристика
  5. VI. Общая задача чистого разума
  6. XV. 1. Загальна характеристика електрохімічних процесів
  7. А) Статическая вольт-амперная характеристика
  8. А. Понятие и общая характеристика рентных договоров
  9. Автобіографія. Резюме. Характеристика. Рекомендаційний лист
  10. Автоматическое порождение письменного текста: определение, этапы, общая структура системы порождения
  11. Активные операции коммерческих банков: понятие, значение, характеристика видов
  12. Альтернативные системы растениеводства и их краткая характеристика

В III аналитическую группу входит большое количество катионов, образованных различными элементами:

ü s2- (Ве2+) и p1-элементами;

ü 3d-, 4d- и 5d-элементами;

ü f-элементами.

Однако все они имеют общее свойство, отличающее их от катионов I и II групп. Это способность осаждаться в виде сульфидов или гидроксидов при действии группового реагента – (NH4)2S в присутствии аммиачного буфера. Сульфиды катионов III группы, не растворимые в воде, растворяются в разбавленных минеральных кислотах, поэтому они не осаждаются сероводородом из кислых растворов.

Катионы III группы, в отличие от катионов II группы, образуют нерастворимые гидроксиды и растворимые в воде сульфаты. Одним из характерных свойств катионов III группы является их способность образовывать комплексные соединения. Многие из них вступают в реакции окисления-восстановления.

Большинство соединений катионов III группы окрашено. Так, соли Cr3+ имеют сине-зелёную окраску, соли Fe3+ – жёлтую. Хром и марганец в высших степенях окисления образуют окрашенные анионы: CrO42– – жёлтого цвета, Cr2O72– – оранжевого, MnO4 – малиново-фиолетового. Окрашены также некоторые гидроксиды и все сульфиды, за исключением ZnS.

В химической технологии наиболее часто используются следующие катионы III группы: Fe2+, Fe3+, Zn2+, Al3+, Cr3+, Mn2+.

Характерные реакции ионов Al3+

1) Реакция с ализарином.

Ализарин (1,2-диоксиантрахинон) при реакции с катионами Al3+ в аммиачной среде образует малорастворимые комплексные соединения ярко-красного цвета, называемые «алюминиевыми лаками». Реакция протекает по схеме

Комплексы устойчивы в уксуснокислой среде. Ализарин – специфический реактив, позволяющий определять Al3+ в присутствии других катионов. Реакция высокочувствительна – предел обнаружения 0,5 мкг. Мешают катионы Zn2+, Mn2+, Cr3+, Fe3+. Для их маскировки используют K4[Fe(CN)6], с которым мешающие ионы образуют нерастворимые в воде гексацианоферраты (II). Реакция выполняется в двух вариантах – как пробирочная и как капельная.

2) Реакция с аммиаком.

При действии водного раствора аммиака ионы алюминия выпадают в виде белого студенистого осадка гидроксида:

Al3+ + 3OH → Al(OH)3↓.

Наиболее полное осаждение гидроксида происходит при рН≈5–6.

3) Реакция со щелочами.

Гидроксид натрия (калия) образуют с ионами Al3+ белый осадок гидроксида алюминия Al(OH)3. Наиболее полное осаждение наблюдается в интервале рН 4–7,8. При дальнейшем прибавлении щёлочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием гидроксоалюминатов. Если снова понизить рН среды до значения ≈5, то гидроксоалюминаты разрушаются и снова выпадает осадок Al(OH)3.

Характерные реакции ионов Cr3+

1) Реакция с пероксидом водорода.

Пероксид водорода в щелочной среде окисляет ионы Cr3+ до
CrO42–:

2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4OH → 2CrO42– +8H2O.

Образуется жёлтый раствор хромата. При действии H2O2 на растворы хроматов образуются различные пероксокомплексы хрома, окраска которых зависит от рН среды. В кислой среде образуются комплексные соединения голубого, а в нейтральной – фиолетового цвета. В водных растворах пероксидные комплексы хрома неустойчивы, но устойчивы в органических растворителях.

2) Реакция с дифенилкарбазидом.

Дифенилкарбазид (I) взаимодействует с ионами Cr (VI) в сильнокислой среде, при этом появляется фиолетовое окрашивание. Предполагается следующий механизм реакции. Сначала ионы Cr (VI) окисляют дифенилкарбазид до бесцветного дифенилкарбазона (II), восстанавливаясь при этом до Cr3+:

Ионы Cr3+ образуют с дифенилкарбазоном (II) красно-фиолето-вые внутрикомплексные соединения.

Характерные реакции ионов Fe3+

1) Реакция с гексацианоферратом (II) калия.

Это наиболее характерная и чувствительная реакция на ионы Fe3+, в результате которой образуется тёмно-синий осадок:

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4– → Fe4[Fe(CN)6]3↓.

Реакцию обязательно проводят в кислой среде, т. к. образующиеся комплексы легко разрушаются в щелочной среде с выделением гидроксида железа. Последующее подкисление смеси возвращает окраску.

2) Реакция с роданидом аммония (тиоцианатом).

Ионы Fe3+ образуют окрашенное в кроваво-красный цвет соединение, состав которого определяется концентрацией роданид-ионов:

Fe3+ + nCNS → Fe(CNS)n.

С увеличением концентрации роданид-ионов окраска усиливается, поэтому реакцию необходимо проводить с избытком роданида. Для предотвращения выпадения бурого осадка гидроксида железа следует вести обнаружение в кислой среде.

Характерные реакции ионов Fe2+

1) Реакция с гексацианоферратом (III) калия.

Это наиболее характерная и чувствительная реакция на ионы Fe2+, в результате которой образуется интенсивно-синий осадок:

3Fe2+ +2[Fe(CN)6]3– → Fe3[Fe(CN)6]2↓.

Осадок не растворяется в кислотах, но разлагается в щелочной среде с образованием гидроксидов железа. Реакция очень чувствительна: предел обнаружения составляет 0,05 мкг.

2) Реакция с диметилглиоксимом

Диметилглиоксим (H2D) образует с ионами Fe2+ в аммиачных растворах устойчивые комплексные соединения красного цвета:

Fe2+ + 2H2D + 3NH3 + H2O → Fe[(HD)2(H2O)(NH3)] + 2NH4+.

Комплексные соединения Fe2+ с H2D хорошо растворимы в воде. Мешают катионы Ni2+, образующие нерастворимые в воде диметилглиоксиматы никеля. Мешающее влияние ионов Fe3+, образующих в аммиачной среде окрашенный гидроксид, устраняют добавлением лимонной, щавелевой или винной кислоты.


Характерные реакции ионов Mn2+

1) Реакция со щавелевой кислотой.

Щавелевая кислота образует с MnO(OH)2 комплексное соединение состава H[Mn(C2O4)2], окрашенное в малиново-розовый цвет:

2MnO(OH)2 + 5H2C2O4 → 2H[Mn(C2O4)2] + 2СО2↑ + 6H2O.

Мешают катионы Fe2+ и Fe3+. Для их маскировки используют NaF.

2) Реакции окисления катионов Mn2+ до перманганат-ионов.

Катионы Mn2+ под действием различных окислителей окисляются до перманганат-ионов, окрашенных в малиново-фиолетовый цвет. В качестве окислителей используют висмутат натрия NaBiO3, диоксид свинца PbO2, персульфат аммония (NH4)2S2O8 и др. Окисление висмутатом натрия протекает по схеме:

2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ → 2MnO4 + 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O.

3) Реакция с ПАН (1-(2-пиридилазо)-2-нафтол).

ПАН (структура I) образует с ионами Mn2+ при рН=7‑10 малорастворимые в воде комплексные соединения красно-фиолетового цвета с предполагаемой структурой II:

Характерные реакции ионов Zn2+

1) Реакция с дитизоном.

Дитизон (дифенилтиокарбазон) образует с ионами Zn2+ внутрикомплексные соединения, хорошо растворимые в органических растворителях (CCl4, CHCl3):

H2Dz + Zn2+ + → Zn(HDz)2 + 2H+.

Эти соединения в щелочной среде окрашены в красный цвет, причём слой органического растворителя имеет более интенсивную окраску, чем водный.

Мешающие ионы, способные к образованию дитизонатных комплексов (Cd2+, Pb2+, Cu2+), маскируют тиосульфатом, цианидом или осаждают в виде сульфидов.

2) Реакция с аммиаком.

При постепенном добавлении гидроксида аммония к раствору, содержащему ионы Zn2+, выпадает белый осадок гидроксида цинка, который растворяется в избытке аммиака с образованием комплексов:

Zn(OH)2 + 6NH3 → [Zn(NH3)6](OH)2.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)