Кобальт

Медь

Реакции обнаружения катионов V группы

Общие реакции на катионы пятой группы

Лабораторная работа № 5

Техника безопасности

Окраска соединений

Комплексообразование

Гидролиз солей

Все растворы солей катионов пятой группы и сильных кислот имеют кислую реакцию в результате гидролиза по катиону. Действие раствора соды на растворы этих солей в результате гидролиза приводит к образованию осадков основных карбонатов:

2Мe²⁺ + CO₃^2- + 2H₂O ® (MeOH)₂CO₃¯+ 2H⁺

Все катионы пятой группы являются d-элементами ПСМ и поэтому легко вступают в реакции комплексообразования с различными лигандами.

Координационные числа их обычно равны 4 и 6.

Большое значение имеет образование комплексных соединений с роданид-, цианид-ионами, а также с диметилглиоксимом. Применение реакций комплексообразования для данной группы позволяет маскировать мешающие ионы.

Растворы солей меди имеют различные оттенки: от голубого до зелёного. Соли кобальта имеют розовую окраску, никеля - зелёную.

Реакции с концентрированным раствором аммиака выполнить под тягой.

Растворение осадков в азотной кислоте проводить под тягой, т.к. выделяются ядовитые оксиды азота.

«Изучение свойств катионов V аналитической группы и анализ их смеси»

Цель работы: изучение свойств солей, гидроксидов ионов Сu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺; знакомство с методами разделения и обнаружения.

Проделать реакции на катионы Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺ согласно табл.6:

Таблица 6

Реактив	Условия реакции	Катионы
Cu^2+	Co^2+	Ni^2+
NaOH		Cu(OH)2¯ голубой	Со(ОН)Cl¯ cиний, Со(ОН)2 ¯ розовый	Ni(OH)2¯ зелёный
NaOH + H2O2	нагреть	CuO¯ чёрный	Co(OH)3¯ тёмно-бурый	Ni(OH)2¯ зелёный

Продолжение табл.6

NH4OH	избыток до растворения осадков	[Cu(NH3)4]^2+ лазурно-синий	[Co(NH3)6]^2+ грязно-жёлтый	[Ni(NH3)6]^2+ сиреневый
Na2CO3*	раствор	(CuOH)2CO3¯ зелёный	(CoOH)2CO3¯ розовый	(NiOH)2CO3¯ зелёный
K4[Fe(CN)6]		Cu2[Fe(CN)6] ¯ красно-бурый	Co[Fe(CN)6] ¯ серо-зелёный	Ni2[Fe(CN)6]¯ жёлто-зелёный
KSCN или NH4SCN		Cu(SCN)2¯ чёрный, со временем белеет	[Co(SCN)4]^2- синий в избытке реактива	Ni(SCN)2¯ светло-зелёный, растворим в избытке реактива
Na2HPO4		Cu3(PO4)2¯ голубой	Co3(PO4)2¯ фиолетовый, растворяется в аммиаке	Ni3(PO4)2¯ зелёный, растворяется в аммиаке
*Все гидроксокарбонаты растворяются в концентрированном растворе аммиака с образованием комплексов.

Реакция с гексацианоферратом (II) калия K_4[Fe(CN)₆]. Данная реакция очень чувствительна. Другие катионы пятой группы также образуют с этим реагентом осадки (см. табл. 6).

Выполнение реакции 2-3 капли раствора соли меди (II) подкислить 2н H₂SO₄ до рН<7 и прилить 2-3 капли K₄[Fe(CN)₆]. В присутствии меди (II) выпадает красно - бурый осадок гексацианоферрата (II) меди:

2Сu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- ® Cu₂[Fe(CN)₆]¯

Реакция с роданидом калия KSCN или аммония NH₄SCN. Соль меди (II) с KSCN образует чёрный осадок роданида двухвалентной меди Cu(SCN)₂¯:

Сu(NO₃)₂ + 2KSCN ® Cu(SCN)₂¯ + 2KNO₃

чёрный

В ходе анализа черный осадок Cu(SCN)₂ превращают в белый CuSCN, применяя восстановитель Na₂SO₃. Это проводят для маскировки Сu²⁺ при обнаружении Co²⁺.

Выполнение реакции. 2-3 капли соли меди (II) подкислить до рН£7 и присыпать несколько кристалликов KSCN или NH₄SCN. При этом выпадает чёрный осадок роданида меди (II), затем в пробирку присыпать несколько кристалликов сухого сульфита натрия Na₂SO₃. Происходящая ОВ реакция приводит к образованию белого осадка CuSCN¯:

2Cu(SCN)₂¯ + Na₂SO₃ + H₂O ® 2CuSCN¯ + Na₂SO₄ + 2HSCN

чёрный сухой белый

2 Cu²⁺ + е ® Cu¹⁺

1 SO₃^2- + H₂O - 2e ® SO₄^2- + 2H⁺

Реакция с роданидом калия KSCN или аммония NH₄SCN. Соль кобальта (II) при рН=4-5 с сухим роданидом калия или аммония даёт неустойчивый в воде комплекс синего цвета:

СoCl₂ + 4KSCN ® K₂[Co(SCN)₄] + 2KCl

синий раствор

Образующийся комплекс более устойчив в органическом растворителе - изоамиловом спирте. Реакции мешают ионы Fe³⁺ и Cu²⁺, дающие с роданидом комплексы соответственно красного и чёрного цвета. Роданид железа можно замаскировать прибавлением NaF или NH₄F, а роданид меди обесцветить восстановлением Na₂SO₃.

Выполнение реакции: к 2 каплям соли кобальта (II) добавить 3-4 капли изоамилового спирта и несколько кристалликов роданида калия, пробирку встряхнуть и дать расслоиться жидкости. Верхний (органический) слой окрашивается в синий цвет. Нижний (водный) окрашивается в розовый вследствие разложения комплекса. Реакцию можно применять для дробного обнаружения кобальта в смеси с другими катионами.

Дата добавления: 2015-06-04