73730 skanuj0020 (23)

2.3. Analiza systematyczna 2 grupy kationów — rozdzielenie podgrup i podgrupa A

Analizę systematyczną 2 grupy kationów zaczynamy od ustalenia właściwego stężenia molowego jonów H⁺ równego ~ 0,3 M, co odpowiada pH = 0,5. Kroplę analizy nanosimy na pasek bibuły nasycony roztworem fioletu metylowego. Jest to wskaźnik, którego barwa zmienia się od żółtej (pH < 0,13) przez zieloną (0,5 < pH < 1), niebieską (1,5 < pH < 2) do fioletowej (pH > 3). Kolejne zmiany barwy tego wskaźnika przy rosnącym pH, związane są ze stopniowym oddysocjowaniem trzech jonów' wodorowych.

Interesujące nas pH = 0,5 leży w obszarze zielonego zabarwienia. Odpowiada mu zakres stężeń jonów wodorowych: 0,1 M< [H*] < 0,3 M.

Do analizy o właściwej kwasowości dodajemy 15 kropli roztworu AKT i ogrzewamy przez 15 minut. Wydzielający się powoli siarkowodór powoduje wytrącanie się siarczków 2 grupy. Aby sprawdzić całkowitość strącenia, do roztworu po oddzieleniu osadu siarczków, dodajemy jeszcze 5 kropli roztworu AKT i ogrzewamy przez 10 minut. Osad siarczków odwirowujemy. Pozostający roztwór może zawierać kationy 3, 4 i 5 grupy. Zajmiemy się nim ponownie, przystępując do analizy 3 grupy.

Osad siarczków przemywamy ogrzanym do wrzenia 3M roztworem NH4CI z dodatkiem AKT i odwirowujemy. Ma to na celu koagulację siarczków, (ochrona przed tworzeniem się roztworu koloidalnego). Do osadu dodajemy 1 cm³ 1M roztworu KOH, 5 kropli 3 % H₂0₂ i mieszamy. Właśnie w tej operacji dokonuje się rozdzielenie podgrup: siarczki 2A pozostają w osadzie, a siarczki 2B przechodzą do zasadowego roztworu jako mieszanina tio-(czyli siarko-) anionów i „zwykłych” tlenoanionów As(V), Sb(V) i Sn(IV).

Reakcje rozpuszczania SnS w KOH wobec H₂0₂ i SnS₂ w KOH już omówiliśmy. As->S; utleniany na gorąco nadtlenkiem wodoru w środowisku KOH, tworzy aniony AsO/" i SO4²" (lub wolną S°):

AsiSi + 14 H₂0₂ + 12 HO" -* 2AsOi³"+ 3 SO.,²‘ + 20 H₂0

l

14

As,S, + 40 HO' ii 2 As0₄³' + 3 S0₄²’ + 20 H₂0 + 28 e H₂0₂ + 2 e 3= 2 HO"

Analogicznie, utlenianie As?Ss możemy zapisać (reakcja połówkowa):

As->S< + 56 HO" ii 2 As0₄⁵" + 5 S0₄² + 28 H₂0 + 40 e

Z praktycznego punktu widzenia, w analizie istotny jest los danego jonu w ciągu zachodzących reakcji. Np. alkaliczność roztworu powoduje rozpuszczanie się siarczków kwasowych - tworzą się siarko- i tleno-aniony. Zakwaszenie takiego roztworu w obecności H₂S, powoduje ponowne wytrącanie siar czków. Dzieje się tak niezależnie od tego, czy przyjmujemy rozkład siarko-kwasów:

2AsS₃³' + 6H” 2H₃AsS₃ — As₂S, + 3 H,St

(bardzo nietrwały)

czy też, że H₂S w środowisku kwaśnym działa na tleno-anion As0₃³" (lub As0₂"):

2 AsO,³" + 3 H₂S + 6 H⁺ ii As,S, + 6 H-,0 czy też zapisujemy w formie „mieszanej”:

AsS₃³" + As0₃³' + 6 H* ii As,S. + 3 H₂0

Za każdym razem otrzymujemy ten sam produkt (As>SA chociaż w nieco innym „towarzystwie”.

Jeżeli w środowisku reakcji siarczku kwasowego z odczynnikiem zasadowym pojawia się dodatkowo utleniacz (np. H₂0₂ w roztworze silnej zasady), to różnorodność produktów rośnie, - poza anionami, np. As0₄³"(lub AsS₄³") pojawiać może się wolna siarka S° lub jony S0₄²". Tym razem,

39