Окраска растворов солей катионов пятой аналитической группы

Реакции катионов четвертой группы

Реактивы	Катионы
Ag^+	Pb^2+	Нg2^2+
HCl и хлориды	AgCl↓ - белый, растворимый в NH4ОH	PbC12↓- белый, растворимый в горячей воде	Hg2C12↓ - белый, чернеющий в NH4ОH
KOH, NaOH	Аg2O↓ - бурый	Pb(OH)2↓- белый, растворимый в кислотах и избытке щелочей.	Hg2О↓- черный
NH40H (избыток)	[Аg(NН3)2]^+ раствор		Рb(ОН)↓-белый	(NН2Нg)NО3↓- белый + ↓Hg
K2Cr04	Аg2СrО4↓ кирпично- красный	PbCr04↓ - желтый	Hg2CrО4↓ - красный
H2S04	─────	PbS04↓ - белый	─────
Na2HP04	Аg3РО4↓ - желтый	─────	─────
НI, (KI)	AgI↓- желтый	РbI2↓- желтый, растворимый в горячей воде, NaOH, избытке КI	Hg2I2↓- грязно-зеленый, растворимый в избытке КI
Сu металлич.	─────	─────	Hg↓

Пятая аналитическая группа катионов: Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺

Катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде сульфиды, гидроксиды и основные соли. Гидроксид аммония, который используется как групповой реактив, образует с катионами пятой группы, ярко окрашенные основные соли, которые, кроме солей висмута, растворимы в избытке аммиака. Образующиеся при этом комплексные соли - аммиакаты, также имеют характерную окраску.

Катионы меди, кадмия и висмута, кроме того, образуют комплексные соединения с цианидами и йодидами. В реакциях окисления-восстановления катионы пятой группы ведут себя как окислители и восстанавливаются до свободных металлов.

В водных растворах почти все катионы пятой группы окрашены.

Ион	Cu^2+	Co^2+	Ni^2+	Cd^2+	Bi^3+
Окраска раствора	голубая	розовая	зеленая	бесцветная	бесцветная

Объектом качественного анализа на присутствие катионов меди, кобальта, никеля, кадмия и висмута являются удобрения, почвы, растения, биологические жидкости, сельскохозяйственное сырье, продовольственные продукты. Медь входит в состав удобрений и сельскохозяйственных ядов, например: медного купороса, парижской зелени Сu(СН₃СОО)₂3Сu(АsО₂)₂, бордосской жидкости. Медь необходима для нормальной жизнедеятельности растений и животных, так как входит в состав ферментов, влияет на белковый и углеводный обмен. Сульфат и карбонат меди используют в ветеринарии как антгельминтики. Медь отнесена к токсичным элементам. Предельно допустимое содержание меди в некоторых продуктах питания приведено в таблице N29. Кобальт входит в состав витамина В₁₂. Пониженное содержание этого микроэлемента в почвах, растениях, кормах и пищевых продуктах отрицательно сказывается на росте сельскохозяйственных культур, продуктивности животных и развитии человека. Избыточное содержание кобальта, как и меди, и кадмия считается токсичным.

Гигиенические нормативы содержания меди и кадмия в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)

	Мясо	Молоко	Яйца
Медь	5.0	1.0	3.0
Кадмий	0.05	0.03	0.01

Шестая аналитическая группа катионов: Sn²⁺, Sn⁴⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, As³⁺, As⁵⁺

Олово, мышьяк и сурьма расположены в 4-5 группах периодической системы и обладают неметаллическими свойствами. В то же время положение этих элементов в 4-5 периодах также отражается на их свойствах и позволяет в некоторых реакциях давать соединения, характерные для металлов. В частности, сурьма, мышьяк, и олово образуют амфотерные гидроксиды. В щелочной среде эти гидроксиды диссоциируют с образованием анионов: AsO₃^3-, АsО₄^3-, SbO₄^3-, SbО₃^3-,SnО₃^3-. В кислой среде образуются катионы: Аs^З+, As⁵⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺. Растворы солей этих катионов, образованных сильными кислотами, имеют кислую реакцию.

Мышьяк /III/, сурьма/III/ и олово /III/ в щелочной среде ведут себя как восстановители. Мышьяк /V/, cурьма /V/ в кислой среде проявляют свойства окислителей.

Характерной реакцией для катионов 6 группы является образование нерастворимых в воде сульфидов при взаимодействии с сероводородом в кислой среде. Сульфиды катионов 6 группы растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония, образуя сульфосоли (тиосоли). Например:

↓Аs₂S₃ + ЗNа₂S = 2Nа₃АsS₃ тиомышьяковский натрий.

Сульфосоли по своему составу подобны кислородосодержащим кислотам тех же элементов с той разницей, что роль кислорода здесь играет элемент, ему аналогичный - сера.

Использование сероводорода в качестве группового реактива сопряжено с многочисленными трудностями.

Бессероводородный метод качественного анализа предусматривает осаждение катионов 6 группы (олова и сурьмы) едкими щелочами. При этом образуются соединения нерастворимые в воде, обладающие способностью растворяться в избытке щелочей.

В водных растворах сурьма образует ионы Sb^З+, Sb⁵⁺, олово Sn²⁺, Sn⁴⁺, мышьяк ­Аs^З+, (в кислой среде); арсенит ион AsO₃^3- и арсенат-ион AsO₄^3- (в щелочной среде). Все эти ионы бесцветны. Соединения мышьяка сильно ядовиты. Мышьяк входит в состав сельскохозяйственных ядов: парижской зелени Сu(СН₃СОО)₂3Сu(АsО₂)₂, арсенита натрия, арсенита и арсената кальция. У животных и человека при попадании больших доз мышьяка внутрь наблюдаются острые отравления, сопровождающиеся сильной болезненностью органов брюшной полости, коликами, рвотой, поносом, слюнотечением, ослаблением сердечной деятельности, резким падением кровяного давления, параличом.

В ветеринарии соединения мышьяка применяют в качестве противопаразитарных средств и веществ, улучшающих обмен (осарсол, новарсенол, натрия арсенат).

Продовольственные продукты и сельскохозяйственное сырье подлежат обязательному анализу на присутствие мышьяка. Предельно допустимое содержание мышьяка составляет: в мясе- 0.1 мг/кг, в молоке- 0.05 мг/кг, в яйце - 0.1 мг/кг.

Биологическая роль сурьмы и олова выяснена недостаточно. В ветеринарии используют сульфиты сурьмы /III/ и /V/ в качестве отхаркивающих средств, арсенат олова как антгельминтик.

Лекция № 6. Анализ анионов

Анионы, по наиболее распространенной классификации, делятся на три группы. Такое деление основано на различиях в растворимости бариевых и серебряных солей. Классификация анионов представлена в таблице.

Классификация анионов на аналитические группы

№	Анионы	Групповая характеристика	Групповой реактив	Получаемые соединения
	S04^2-, S03^2-, S203^2-, СО3^2^-, Р04^3^-	Бариевые соли мало растворимы в воде, но, кроме сульфата бария, растворимы в разбавленных кислотах.	ВаС12 0.5 н/ раствор в нейтральной или слабощелочной среде.	ВаSО4↓, ВаSО3↓, ВаS2О3↓, ВаСО3↓, ВаSiOз↓,ВаНР04↓ осадки белого цвета
	Сl^-, Вr^-, I^-, S^2-	Серебряные соли не растворимы в воде и в разбавленной азотной кислоте.	АgNОз 0,1% раствор в присутствии НNО3	АgCl↓ - белый, АgI↓ -бледно-желтый, АgВг↓ - желтый, Аg2S↓- черный
	NО3^-, NО2^-	Соли хорошо растворимы в воде.	────	──────

Первая аналитическая группа анионов:

SO₄^2-, SO₃^2-. S₂O₃^2-, CO₃^2-, SiO₃^2-, PO₄^3-

Все анионы первой группы образуют соли бария, нерастворимые в воде, но растворимые в разбавленных кислотах (за исключением сульфата бария).Поэтому групповым реактивом первой группы является хлорид бария в нейтральном или слабо щелочном растворе. Серебряные соли, образуемые анионами 1 группы, в отличие от 2 группы растворимы в разбавленных кислотах, а сульфат серебра даже в воде. Большинство солей серной кислоты хорошо растворяется в воде. К нерастворимым относятся только сульфаты бария, стронция, кальция, свинца. Сульфит-ион в растворе неустойчив и постепенно окисляется до сульфат-иона. К растворимым тиосульфатам относятся соли щелочных металлов, стронция, цинка, кадмия. Из средних солей угольной кислоты растворимы только карбонаты натрия, кадмия и аммония. Соли фосфорной кислоты в основном в воде нерастворимы. Исключение составляют фосфаты щелочных металлов и аммония и дигидрофосфаты щелочноземельных металлов. Все фосфаты растворяются в минеральных кислотах, а многие (кроме фосфатов железа и аммония) также в уксусной кислоте. Из силикатов растворимы в воде лишь соли щелочных металлов метакремниевой кислоты, которые называются "растворимыми стеклами". Водные растворы этих солей вследствие гидролиза имеют сильно щелочную реакцию. Часть нерастворимых силикатов разлагается минеральными кислотами с образованием свободных кремниевых кислот. Все анионы первой группы в растворах бесцветны. Объектами качественного анализа на присутствие анионов 1 группы являются почвы, природные воды, растения, биологические жидкости.

Дата добавления: 2014-01-07