4.

Reakcje charakterystyczne oraz sposób przeprowadzania analizy mi

m esz

s a

z n

a iny z

a

z w

a iera

r j

a ą ce

c j ka

k t

a ion

o y :

Al3+, Cr3+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Mn2+, Zn2+

1. Reakcja z mocną zasadą Al3+ + 3OH- = Al(OH)

-

3

+ OH-

= Al(OH)4

pH > 12

Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)

-

3

+ OH-

= Cr(OH)4

pH > 13,5

Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)

2-

2

+ 2OH-

= Zn(OH)4

pH > 13,5

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

Fe2+

Fe

+

+

2OH-

H

=

= Fe

F (OH)2

Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2

+ OH-

= brak reakcji

C02+ + 2OH- = Co(OH)2

Ni2+ + 2OH- = Ni(OH)2

2. Reakcja z roztworem amoniaku Al3+ + 3NH

+

3 · H20 = Al(OH)3

+ 3NH4

Cr3+ + 3NH

+

3 · H20 = Cr(OH)3

+ 3NH4

+ NH3 · H20 = brak reakcji

Fe3+ + 3NH

+

3 · H20 =

Fe(OH)3

+ 3NH4

Fe2+ + 2NH

+

3 · H20 =

Fe(OH)2

+ 2NH4

Mn2+ + 2NH

+ 2NH +

+ 6NH

3 · H20 = Mn(OH)2

3 · H20 = [Mn(NH3)6 ]2+ +2OH- +6H20

4

Zn2+ + 2NH

+

+ 4NH

3 · H20 =

Zn(OH)2

+ 2NH4

3 · H20 = [Zn(NH3)4 ]2+ +2OH- +4H20

+

C

+ 6NH

02+ + 2NH

+ 2NH4

3 · H20 = [Co(NH3)6 ]2+ +2OH- +6H20

3 · H20 =

Co(OH)2

Ni2+ + 2NH

+

+ 6NH

3 · H20 =

Ni(OH)2

+ 2NH4

3 · H20 = [Ni(NH3)6 ]2+ +2OH- +6H20

3. Reakcja z AKT w ś rodowisku buforu amonowego (pH ≈ 9,5) Amid Kwasu Tiooctowego

CH

+

3CSNH2 + 2H20 = CH3COO-

+ NH4

+ H2S

H2S

2H+ + S2-

Zn2+ + S2- =

ZnS

Rozpuszczalny 1M HCl

Mn2+ + S2- =

MnS

Rozpuszczalny 1M HCl

2+

2-

CoS

C02+ + S2- =

Ni2+ + S2- =

NiS

Fe2+ + S2- =

FeS

Rozpuszczalny 1M HCl

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

2Cr3+ + 3S2- + 6H20 = 2Cr(OH)3

+ 3H2S

2Al3+ + 3S2- + 6H20 = 2Al(OH)3 + 3H2S

4. Reakcje specyficzne

Al3+

Al3+ + aluminion = czerwony kłaczkowaty osad Podobną

reakcję dają

jony Cr3+ i

Fe3+

Co2+

Reakcja Vogla

C02+ + 4NCS- =

[C0(NCS)4]2-

kompleks nietrwały w ś rodowisku Niebieski

wodnym

kompleks

tworzy się w

warstwie

alkoholu

H-S=C=N

H-N=C=S

amylowego

kwas tiocyjanowy

kwas izo-tiocyjanowy

Ni2+

Reakcja z roztworem dimetyloglioksymu

Ni2+ + dimetyloglioksym = czerwony koloidalny osad Zn2+ Reakcja z roztworem heksacyjanoż elazian(II) potasu K4[Fe(CN)6]

2Zn2+ + [Fe(CN)

Zn

6]4- =

2[Fe(CN)6]

heksacyjanoż elazian(II) cynku

Fe3+, Fe2+

Reakcja z roztworem heksacyjanoż elazian(II) potasu K4[Fe(CN)6]

2Fe2+ + [Fe(CN)

Fe

6]4- =

2[Fe(CN)6]

heksacyjanoż elazian(II) ż elaza(II) błę kit pruski

4Fe3+ + 3[Fe(CN)

Fe

6]4- =

4[Fe(CN)6]3

heksacyjanoż elazian(II) ż elaza(III)

Fe3+, Fe2+ Reakcja z roztworem heksacyjanoż elazian(III) potasu K3[Fe(CN)6]

I etap

Fe2+ + [Fe(CN)6]3- = Fe3+ + [Fe(CN)6]4-II etap

4Fe3+ + 3[Fe(CN)

Fe

6]4- =

4[Fe(CN)6]3

błę kit Turnbulla

heksacyjanoż elazian(II) ż elaza(III) Fe3+ + [Fe(CN)6]3- = Fe[Fe(CN)6]

hek

e sac

a y

c j

y an

a o

n ż e

ż l

e az

a ian

a (

n III) ż e

ż l

e az

a a(

a III)

Reakcja z jonami NCS -

Fe2+ + NCS- = brak reakcji

Fe3+ + 6NCS- = [Fe(NCS)6]3-

Mn2+

Utlenianie do jonu MnO -4 (reakcja Cruma) 2Mn2+ + 5Pb

-

3O4 + 24H+

=

2MnO4 + 15Pb2+ + 12H20

minia

PbO2 · 2PbO

Ustalamy bilans elektronowy: +II

+VII

-5e

Mn2+

MnO -

· 2

4

+IV

+II

+2e

+2e

PbO

· 5

2

Pb2+

2Mn2+ + 5Pb

-

3O4

=

2MnO4 + 15Pb2+

Wyrównujemy ładunki po prawej i lewej stronie reakcji i dopisujemy L P

wodę

4+ 28 +

2Mn2+ + 5Pb

-

3O4

= 2MnO4

+ 15Pb2+

24H+ +

+ 12H20

Cr3+

Utlenianie do jonu CrO 2-

4

Cr3+ + H

2-

2O2 =

CrO4

+ H20

Ustalamy bilans elektronowy:

+III

+VI

-3e

Cr3+

CrO 2-

· 2

4

-I

-

+2

+ e

e

-I

- I

H

· 3

2O2

H20

2Cr3+ + 3H

2-

2O2 =

2CrO4

Wyrównujemy ładunki po prawej i lewej stronie reakcji i dopisujemy L P

wodę

6+ 4 -

2Cr3+ + 3H

2-

10OH- +

2O2 =

2CrO4

+ 8H20

Analiza mieszaniny kationów: Al3+, Mn2+, Zn2+

Co2+

Ni2+

Cr3+

Fe3+

+ NH3 · H20 pH ≈ 9,5

+ NH4 Cl

Osad I

roztwór „I”

AlOH)

[Ni(NH

3 , FeOH)3 , CrOH)3

3)6 ]2+ , [Co(NH3)6 ]2+ ,

[Mn(NH3)6 ]2+ , [Zn(NH3)4 ]2+

Osad I

AlOH)3 , FeOH)3 , CrOH)3

+ NaOH

+ H2 O2

Osad Ia

roztwór Ia

Osad Ia

Al(OH) -4

Fe(OH)3

CrO 2-

4

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ +3 H20

Fe3+ + 6NCS- = [Fe(NCS)6]3-

roztwór Ia

Al(OH) -

2-

4

CrO4

+ NH4Cl (stały)

+ H2SO4

T

T

osad Al(OH)3

NH

+

N

2-

2-

4

H Cl

= NH

4Cl

= N 4

H

+

+ C

l-l (dys

y ocj

c ac

a j

c a)

4

a

Cr

C O 2-

rO + +

+ H+

H

=

= C

r

C O 2 +

+ H 0

4

2O7

2

NH +

4

+ H2O = H+ + NH3 · H2O (hydroliza) Al(OH) -4 + H+ = Al(OH)3

roztwór „I”

[Ni(NH3)6 ]2+ , [Co(NH3)6 ]2+ , [Mn(NH3)6 ]2+ , [Zn(NH3)4 ]2+

+ AKT

T

Osad II

roztwór (do

NiS

CoS

MnS

ZnS

odr

d z

r u

z c

u e

c n

e ia)

a

+ 1M HCl

osad IIa

roztwór IIa

Mn2+ , Zn2+ , Cl-

NiS

CoS

osad IIa

NiS

CoS

+ 6M HCl

H2O2

roztwór

Osad siarki

Ni2+ , Co2+

Wykrywanie kobaltu (reakcja

Vogla)

Wykrywanie niklu (reakcja z

dimetyloglioksymem

roztwór IIa

Mn2+ , Zn2+ , Cl-

+ st. H2SO4

+ NH3 · H2O

+ H2O2

wykrywanie manganu (reakcja

Cruma)

MnO -

O4

roztwór

osad

[Zn(NH3)4 ]2+

MnO2

wykrywanie cynku

(np. + AKT)