Rozdział kationów na grupy analityczne

wg

BUNSENA

Nr

grup

y

Kationy

Odczynnik

grupowy

Osady

Osady kationów z

odczynnikiem grupowym

I

HCl

AgCl, PbCl

2

,

Hg

2

Cl

2



IIA Hg

2

Pb

2+

Cu

2+

Bi

3+

Cd

2+

H

2

S

[AKT]

HgS, PbS,
CuS, Bi

2

S

3

, CdS,

IIB Sb

3+

Sb

5+

Sn

2+

Sn

4+

As

3+

As

5+

H

2

S

[AKT]

Sb

2

S, Sb

2

S

5

, SnS,

SnS

2



As

2

S

3

, As

2

S

5



III Ni

2+

Co

2+

Fe

2+

Fe

3+

Mn

2+

Zn

2+

Al

3+

Cr

3+

(NH

4

)

2

S

[AKT]

CoS, NiS, FeS,

Fe

2

S

3

,

MnS, ZnS,

Al(OH)

3

, Cr(OH)

3



IV

Ca

2+

Sr

2+

Ba

2+

(NH

4

)

2

CO

3

CaCO

3

, SrCO

3

,

BaCO

3



V

Mg

2+

K

+

Na

+

brak

odczynnik

a

grupoweg

o

brak osadów







2

2

2

Hg

Pb

Ag



4

NH







2

2

2

Pb

,

Hg

,

Ag

nie

rozpuszczają

się w wodzie

i

rozcieńczonych

kwasach

nie

rozpuszczają

się w wodzie

i

rozcieńczonych

kwasach

odczynnik grupowy:
HCl

odczynnik grupowy:
HCl

PbCl

2

,

AgCl



,

Hg

2

Cl

2



AgCl



+ 2NH

3

.

H

2

O  [Ag(NH

3

)

2

]Cl + 2H

2

O

Hg

2

Cl

2



+ 2NH

3

.

H

2

O

HgNH

2

Cl + Hg

0



+

NH

4

Cl + 2H

2

O

c z a r n y

c z a r n y

rozpuszcza się w gorącej
wodzie

rozpuszcza się w gorącej
wodzie

PbCl

2



rozpuszcza się w NH

3

.

H

2

O

rozpuszcza się w NH

3

.

H

2

O

HgNH

2

Cl+Hg

0



pod wpływem NH

3

.

H

2

O

przechodzi
w będący
mieszaniną

AgCl

Hg

2

Cl

2



czarny osad

Pb

2+

, Hg

2+

, Bi

2+

, Cd

2+

,

Cu

2+

,

Sn

2+

, Sn

4+

, Sb

3+

, Sb

5+

,

As

3+

, As

5+

odczynnik grupowy:

H

2

S

lub

tioacetamid

(AKT)

środowisko słabo kwaśne

środowisko słabo kwaśne













S

H

NH

COO

CH

O

H

2

CSNH

CH

2

4

3

2

2

3

tioacetamid

AKT

2

2

H S

2H

S

+

-

�

+

HgS, PbS,
CuS

czarne

Bi

2

S

3

,

SnS

brunatne

Sb

2

S

3

,

Sb

2

S

5



pomarańcz

owe

SnS

2

,

As

2

S

3

,

As

2

S

5



żółte

CdS

kanarkowy

Podział kationów II grupy na dwie
podgrupy:

Podział kationów II grupy na dwie
podgrupy:

—

tworzą siarczki o charakterze

zasadowym

— siarczki

n

n

ie

ie

rozpuszczalne

rozpuszczalne w:

(NH

4

)

2

S i (NH

4

)

2

S

2

KOH

jony Hg

2+

, Pb

2+

, Cu

2+

, Cd

2+

,

Bi

3+

II A:

—

tworzą siarczki o charakterze

amfoterycznym

— siarczki

rozpuszczalne

rozpuszczalne w:

(NH

4

)

2

S

2

KOH

jony Sn

2+

, Sn

4+

, Sb

3+

, Sb

5+

,

As

3+

, As

5+

II B:

Al

3+

, Cr

3+

, Fe

2+

, Fe

3+

,

Mn

2+

, Zn

2+

, Co

2+

,

Ni

2+

środowisko obojętne lub lekko alkaliczne

(w obecności NH

4

Cl i NH

3

·H

2

O)

środowisko

obojętne

lub lekko

alkaliczne

(w obecności NH

4

Cl i NH

3

·H

2

O)

odczynnik grupowy: (NH

4

)

2

S

lub

tioacetamid

(AKT)

odczynnik grupowy: (NH

4

)

2

S

lub

tioacetamid

(AKT)













S

H

NH

COO

CH

O

H

2

CSNH

CH

2

4

3

2

2

3

AKT

w środowisku

zasadowym









2

2

S

H

2

S

H









2

2

S

H

2

S

H









2

4

2

4

S

NH

2

S

)

NH

(













OH

2

S

H

O

H

2

S

2

2

2

NH

4

Cl:



zapobiega wytrącaniu się

Mg(OH)

2



ułatwia wytrącanie Al(OH)

3

,

Cr(OH)

3,

które w nadmiarze

jonów OH

-

mogłyby ulec

rozpuszczeniu

CoS, NiS,
FeS, F

2

S

3



czarne

ZnS,

Al(OH)

3



białe

MnS

cieliste

Cr(OH)

3



zielonkaw

e

CoS

jest nierozpuszczalny nawet
w stężonych kwasach

nie rozpuszcza się w
rozcieńczonym HCl

NiS


pozostałe

siarczki i

wodorotlenki

rozpuszczają się

w rozcieńczonym HCl

Ca

2+

, Sr

2+

, Ba

2+

O

H

NH

HCO

O

H

CO

NH

2

3

3

2

2

2

4

















odczynnik grupowy:

(NH

4

)

2

CO

3

NH

4

Cl , NH

3

ZABARWIENIE

PŁOMIENIA PALNIKA

Ba

2+

Ca

2+

zielone

ceglastoczerwo
ne

Reakcja z wodą gipsową:

BaCl

2

+ CaSO

4



BaSO

4



+CaCl

2

rozpuszcza się

BaCrO

4



Ba

2+

nie rozpuszcza się

z rozcieńczonych

i obojętnych

roztworów osadu

nie wytrąca

Ca

2+

Rozpuszczanie szczawianów

CaC

2

O

4

, BaC

2

O

4

w 6M CH

3

COOH

Reakcja z jonami





2

7

2

2

4

O

Cr

,

CrO

Reakcje odróżniające jon Ca

2+

od Ba

2+









Na

,

K

,

Mg

,

NH

2

4

Brak odczynnika grupowego

Mg

2+

MgCl

2

+Na

2

HPO

4

+ NH

3

.

H

2

O  2NaCl + MgNH

4

PO

4

 + H

2

O

MgCl

2

+Na

2

HPO

4

+ NH

3

.

H

2

O  2NaCl + MgNH

4

PO

4

 + H

2

O

MgNH

4

PO

fosforan

magnezowo-amonowy

2

OH

N

+ MgCl

2

+ 2HCl

N

N

O

Mg

O

zielono

-

żółty

8-hydroksy chinolinian

magnezowy

zapachu

zmianie na

niebiesko-

różowego,

zwilżonego wodą,

papierka lakmusowego



4

NH

Mocne zasady

wypierają z soli amonowych

amoniak, który można

zidentyfikować po:

odczynnik NESSLERA

(zasadowy roztwór jodortęcianu potasowego)

(zasadowy roztwór jodortęcianu potasowego)



4

NH

NH

4

Cl+2K

2

HgI

4

+4KOH 

[O

Hg

Hg

NH

2

]I

+KCl+7KI+3H

2

O

czerwono-brunatny

jodek tlenoamino rtęciowy

Na

+

zabarwienie płomienia:

intensywnie

żółte

(reakcja bardzo czuła)

NaCl + K[Sb(OH)

6

] 

Na[Sb(OH)

6

] + KCl

NaCl + K[Sb(OH)

6

] 

Na[Sb(OH)

6

] + KCl

Na[Sb(OH)

6

] 

biały krystaliczny osad

heksahydroksyantymo

nian

sodowy

K

+

zabarwienie płomienia -

fioletowe

KCl + NaHC

4

H

4

O

6

 KHC

4

H

4

O

6

 +

NaCl

KCl + NaHC

4

H

4

O

6

 KHC

4

H

4

O

6

 +

NaCl

kwas winowy i kwaśny winian sodu:

KHC

4

H

4

O

6



kwaśny winian

potasu

Na

3

[Co(NO

2

)

6

]+ 2KCl  K

2

Na[Co(NO

2

)

6

] +

2NaCl

Na

3

[Co(NO

2

)

6

]+ 2KCl  K

2

Na[Co(NO

2

)

6

] +

2NaCl

heksaazotynokobaltan (III) sodowy

K

2

Na[Co(NO

2

)

6



heksaazotynokobaltan(III)

sodowo-potasowy

I

II

III

IV

V

VI

VI

I









HCOO

,

COO

CH

,

NO

,

S

3

2

2

















ClO

,

]

)

CN

(

Fe

[

,

]

)

CN

(

Fe

[

,

SCN

,

CN

,

I

,

Br

,

Cl

3

6

4

6













3

4

3

3

3

4

2

7

2

2

4

2

3

2

AsO

,

AsO

,

PO

,

O

Cr

,

CrO

,

O

S

,

MnO

,

ClO

,

ClO

,

NO

4

4

3

3











2

3

SiO

Podział anionów na grupy analityczne wg BUNSENA







2

6

2

4

]

SiF

[

,

F

,

SO

,

O

H

C

,

O

H

C

,

)

COO

(

,

SO

,

BO

,

CO

3

7

5

6

2

6

4

4

2

2

2

3

2

2

3













Ba(NO

3

)

2

lub

BaCl

2

AgNO

3

ODCZYNNIKI

GRUPOWE

dla anionów

AgNO

3

BaCl

2

AgCl

nie strąca

osadów

AgBr

nie strąca

osadów

osad

nierozpuszczalny

w rozcieńczonym

HNO

3



Cl



Br

















ClO

,

]

)

CN

(

Fe

[

,

]

)

CN

(

Fe

[

,

SCN

,

CN

,

I

,

Br

,

Cl

3

6

4

6



2

HgI



2

4

]

HgI

[







I

2



2

HgCl

2

3

)

NO

(

Pb



2

2

Cl

Hg

2

3

2

)

NO

(

Hg



2

PbCl



2

PbI







I

,

Br

,

Cl

:

ce

odróżniają

akcje

Re









I

2

Hg

2



2

HgI



2

S

AgNO

3

BaCl

2

Ag

2

S

nie strąca

osadów

AgNO

2



nie strąca

osadów

rozpuszczalny w

rozcieńczonym

HNO

3



2

NO



2

S









HCOO

,

COO

CH

,

NO

,

S

3

2

2



S

Ag

2

3

AgNO

z

akcje

Re

rozpuszcza się na gorąco,

w rozcieńczonym HNO

3



COOAg

CH

3

strąca się ze stężonego

roztworu octanu,

rozpuszcza się w gorącej

wodzie

strąca się ze stężonego

roztworu octanu,

rozpuszcza się w gorącej

wodzie



2

AgNO

rozpuszcza się w:

gorącej wodzie

rozcieńczonym HNO

3

nadmiarze azotanów (III)

]

)

NO

(

Ag

[

K

KNO

AgNO

2

2

2







Reakcje odróżniające aniony II

grupy

KWASY

— wypierają z octanów kwas octowy
CH

3

COOH,

który po ogrzaniu można wykryć po
zapachu
— rozkładają siarczki z wydzieleniem
siarkowodoru o
zapachu zgniłych jaj

— rozkładają azotany (III) (NO

2

-

) z

wydzielaniem
tlenków azotu:

— rozkładają azotany (III) (NO

2

-

) z

wydzielaniem
tlenków azotu:

























2

2

2

3

2

2

2

NO

2

O

NO

2

O

H

NO

2

HNO

HNO

3

HNO

NO

H

























2

2

2

3

2

2

2

NO

2

O

NO

2

O

H

NO

2

HNO

HNO

3

HNO

NO

H

)

NO

(

2



KMnO

4

odbarwia się w środowisku

kwaśnym

w obecności

:

jonów S

2-

utleniając je

do wolnej

siarki

azotanów (III)

utleniając je do

azotanów (V)

AgNO

3

Ba(NO

3

)

2

rozpuszczalny

w HNO

3

i NH

3

.

H

2

O

rozpuszczalny w

HNO

3

i

rozcieńczonych

kwasach HNO

3

i HCl



2

3

CO



2

3

SO



3

2

CO

Ag



3

2

SO

Ag



3

BaCO



3

BaSO

,

O

H

C

,

O

H

C

,

)

COO

(

,

SO

,

BO

,

CO

3

7

5

6

2

6

4

4

2

2

2

3

2

2

3













Reakcje odróżniające aniony

III grupy

KWASY

—

— rozkładają siarczany(IV) z
wydzieleniem
SO

2

:

Na

2

SO

3

+ 2HCl  2NaCl +

SO

2

 + H

2

O

—

rozkładają

węglany(IV)

z

wydzieleniem
CO

2

:

Na

2

CO

3

+ H

2

SO

4

 Na

2

SO

4

+ H

2

CO

3



Na

2

SO

4

+

CO

2

+ H

2

O

KMnO

4

odbarwia się w obecności

jonów:

siarczanowych(IV)

szczawianowych

winianowych



2

3

SO



2

4

2

O

C



2

6

4

4

O

H

C

AgNO

3

BaCl

2

Ag

2

S

2

O

3



BaS

2

O

3



AgCrO

4



BaCrO

4



rozpuszczalny

w

rozcieńczony

m HNO

3

rozpuszczalny w

rozcieńczonym

HNO

3



2

3

2

O

S



2

4

2

O

Cr













3

4

3

3

3

4

2

7

2

2

4

2

3

2

AsO

,

AsO

,

PO

,

O

Cr

,

CrO

,

O

S

Na

2

S

2

O

3

+H

2

SO

4

Na

2

SO

4

+ H

2

S

2

O

3

 S +

SO

2



+
H

2

O + Na

2

SO

4

Na

2

S

2

O

3

+H

2

SO

4

Na

2

SO

4

+ H

2

S

2

O

3

 S +

SO

2



+
H

2

O + Na

2

SO

4

KWASY

AgNO

3

BaCl

2

nie wytrącają osadów z

roztworów,

zawierających aniony V grupy



3

NO

,

MnO

,

ClO

,

ClO

,

NO

4

4

3

3











3

NO

O

H

2

NO

Fe

3

H

4

NO

Fe

3

2

3

3

2





















O

H

]

)

O

H

)(

NO

(

Fe

[

NO

]

)

O

H

(

Fe

[

2

2

5

2

2

6

2











pentaakwanitrozylożelazo(II)

Reakcje charakterystyczne

Reakcja obrączkowa

AgNO

3

BaCl

2

nie wytrąca

osadu z

roztworu

zawierającego

aniony VI grupy

BaSO

4



nierozpuszczalny

w rozcieńczonym

HNO

3



2

4

SO







2

6

2

4

]

SiF

[

,

F

,

SO

AgNO

3

BaCl

2

Ag

2

SiO

3



BaSiO

3



nierozpuszczaln

y w HNO

3

rozpuszczalny

w HNO

3



2

3

SiO



2

3

SiO

postać (ciało stałe, roztwór, zawiesina)

zapach lub odczyn roztworu

barwa (roztworu, osadu)

Wykaz barw niektórych związków

nieorganicznych

CZARNA

Hg

2

O, CuO, NiO, FeO, Fe

3

O

4

, MnO

2

, Ag

2

S, HgS, PbS,

Cu

2

S, CuS, FeS, Fe

2

S

3

, CoS, NiS, Hg

2

S

BRUNATNA

Ag

2

O, PbO

2

, Bi

2

O

3

, CdO, uwodniony Fe

2

O

3

, Bi

2

S

3

, SnS,

CuCrO

4

, CuBr

NIEBIESKA

uwodnione sole miedzi i bezwodne sole kobaltu

ZIELONA

uwodnione

sole

Fe(II),

Cu

2

(OH)

2

CO

3

,

CuCl

2

,

Cu(AsO

2

)

2

, sole niklu i chromu, Cr

2

O

3

ŻÓŁTA

większość chromianów, HgO, PbO, CdS, SnS

2

, As

2

S

3

,

As

2

S

5

, niektóre sole Fe(III), AgI, AgBr, PbI

2

, Ag

3

PO

4

,

Ag

3

AsO

3

,

FePO

4

,

cyjanożelaziany(II),

cyjanożelaziany(III)

CZERWONA

HgO, Cu

2

O, Pb

3

O

4

, Fe

2

O

3

, Bi

2

O

5

, HgS, Sb

2

S

3

, As

2

S

3

,

BiOI, HgI

2

, bezwodny FeCl

3

, CoCl

3

, uwodniony CoCl

2

,

Ag

2

Cr

2

O

7

, K

3

[Fe(CN)

6

]

RÓŻOWA

sole manganu, uwodnione sole kobaltu

FIOLETOWA

niektóre sole chromu Cr(III), KMnO

4

POMARAŃCZOW

A

Sb

2

S

5

, CdS, dwuchromiany

Wykrywanie kationu
amonowego

Wykrywanie kationów lotnych
soli

Na

Ca

Ba, Cu

As, Sb, Pb,

Sn

K

ANALIZA WSTĘPNA

:

Wykrywanie anionów:













2

3

2

2

3

2

2

3

2

3

NO

,

COO

CH

,

S

,

O

S

,

SO

,

CO

H

2

SO

4

:

— bezwonny gaz (CO

2

) - świadczy to o obecności

jonu CO

3

2-

— gaz o zapachu płonącej siarki (SO

2

) świadczy to

obecności SO

3

2-

lub (jeżeli równocześnie wytrąca się osad siarki) o

obecności S

2

O

3

2-

— brunatne dymy tlenków azotu (NO, NO

2

) świadczą o

obecności

jonu NO

2

-

po
ogrzaniu:

— gaz o zapachu octu wskazuje na obecność jonu CH

3

COO

— gaz o zapachu zgniłych jaj (H

2

S) świadczy o obecności S

2-

,

badana próbka jest rozpuszczalna

w wodzie

badana próbka jest rozpuszczalna

w kwasach

badana próbka nie jest

rozpuszczalna

w wodzie i w kwasach

Badania substancji

na jej rozpuszczalność

Badania substancji

na jej rozpuszczalność

Badania systematyczne

soli –

rozpuszczalnych

w wodzie

lub

rozcieńczonych kwasach

Badania systematyczne

soli –

rozpuszczalnych

w wodzie

lub

rozcieńczonych kwasach

Wykrywanie kationu

 Wykrywanie anionu