Akademia Górniczo – Hutnicza
Kierunek
Imię i nazwisko
Temat
Data wydania
Data oddania

1. Cel sprawozdania:

Analiza jakościowa kationów, wykrywanie kationów, z jakich składa się dana substancja na podstawie obserwacji zmiany zabarwienia próbki , wydzielenia się osadu lub pojawienia się charakterystycznego zapachu.

1. Sprzęt laboratoryjny:

Probówki z roztworami, dygestorium, palnik, pręcik platynowy

1. Odczynniki chemiczne:

Dwumolowy kwas solny 2MHCl, jodek potasu KI, wodorotlenek sodu NaOH, heksacyjanożelaza III potasu K₃[Fe(CN)₆], kwas siarkowo-wodorowy H₂S 0,3-molowy i 6-molowy, amit kwasu siarkowo-wodorowego AKT, rodanek amonu NH₄SCN, wodorotlenek amonu NH₄OH, chlorek amonu NH₄Cl, alizaryna s, węglan amonu (NH₄)₂CO₃,

1. Opis wykonanego ćwiczenia:

Kationy podzielone są na 5 grup w zależności od tego, z jakim odczynnikiem chemicznym reagują. Na początku wykonujemy próby wstępne . Aby wykryć NH₄⁺, wlewamy NaOH, następnie podgrzewamy, doprowadzając roztwór do wrzenia, wytrąca się amoniak, który ma charakterystyczny dla siebie ostry zapach. Fe⁺² identyfikujemy heksacyjanożelazem III potasu, kation lekko żółty po dodaniu odczynnika zmienia kolor na tzw. błękit pruski, natomiast Fe⁺³, który jest koloru herbacianego, wykrywamy tiocyjanianem amonu, co powoduje, że z próbki wytrąca się krwistoczerwony osad.

Następnie przechodzimy do 5 głównych grup kationów. Kationy z I grupy wykrywamy, dodając dwu-molowy kwas solny 2MHCl. We wszystkich przypadkach powstaje biały osad. Wykrywając Pb⁺², zauważymy, że osad opada na dno, podgrzewamy lekko roztwór, po czym ołów znika. Dodając jodek potasu KI, powstanie żółty osad. Identyfikując Ag⁺, oprócz białego osadu powstaje wodorotlenek amonu NH₄OH. Hg₂⁺² rozpoznamy, dodając dodatkowo NH₄OH, gdzie wytrąci się czarny osad.

Dalej przechodzimy do II grupy. Odczynnikiem grupowym jest tu kwas siarkowo-wodorowy H₂S. Do kationów na I st. Utlenienia dodajemy 0,3 mola i dodatkowo dolewamy amit kwasu AKT. Aby rozpoznać Hg⁺², podgrzewamy go ponadto lub dodając jodek potasu KI, po czym wytrąci się różowo-pomarańczowy osad (z nadmiarem KI osad zniknie!). Aby wykryć Bi³⁺ (bizmut), podgrzewamy dodatkowo goi wytrąci się wtedy brązowy osad, natomiast Cu²⁺ barwi roztwór na niebiesko. Kad Cd²+ po podgrzaniu barwi roztwór na ostry żółty kolor.

II grupę na II st. Utlenienia rozpoznajemy 6-molowym kwasem solnym i dodajemy amit AKT. Arsen As⁵⁺ po podgrzaniu dodatkowym zmienia kolor na bladożółty, antymon Sb⁵⁺ na marchewkowy, a cyna Sn²⁺ daje krówkowy osad.

Dalej przechodzimy do III grupy- odczynnikiem grupowym jest tu chlorek amonu oraz dodajemy NH₄Cl, NH₄OH i AKT. Glin Al³⁺ bez dodatkowych odczynników daje biały osad, z nimi biały galaretowaty. Cyna Zn³⁺ daje ten sam wynik, rozróżniamy te dwa kationy alizaryną s- w Al da pomarańczowy, a w Zn fioletowy osad. Chrom Cr³⁺ roztwór ma koloru ciemnogranatowego, a z odczynnikiem grupowym daje czarny osad. Stężony mangan Mn jest lekko różowy, rozcieńczony bezbarwny. Po dodaniu AKT i 6molowego kwasu solnego powstaje osad koloru cielistego. Roztwór Niklu Ni²⁺ jest zielony, a po dodaniu odczynnika grupowego i podgrzaniu da czarny osad. Nikiel reaguje również z dwumetylopidoksynem –zmienia wtedy kolor na fioletowo – różowy. Ostatnim omawianym kationem w III grupie jest kobalt Co²⁺ – po dodaniu odczynnika grupowego barwi się na wiśniowo.

Ostatnia grupa – IV nie ma odczynnika grupowego. Trzy kationy – bar Ba, stront Sr i wapń Ca po dodaniu NH₄Cl, NH₄OH i (NH₄)₂CO₃ dają biały osad, a po podgrzaniu czarny, więc wykryjemy je, sprawdzając kolor płomienia pręcikiem platynowym. Kolor płomienia Na⁺ jest żółty, Sr²⁺ czerwony, Ca⁺ pomarańczowy, K⁺ fioletowy, a Ba⁺ zielony.

1. Obliczenia

KI -> Pb⁺²↓żółty; Ag⁺ + 2MHCl -> ↓biały + NH₄OH;

1. Wnioski: Kationy są podzielone na 5 grup, w zależności od tego, z jakim odczynnikiem reagują. Przy wykrywaniu ich należy zachować ostrożność, postępować zgodnie z zasadami BHP, a po skończeniu doświadczenia posprzątać stanowisko pracy i wylać roztwory do miejsc do tego przeznaczonych.