• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Загальна характеристика групи

До складу катіонів п'ятої аналітичної групи входять мета­лічні елементи Fe²⁺ , Fe³⁺ , Mn²⁺ , Mg²⁺ , а також катіони р-еле-ментів Ві³⁺ , Sb³⁺ і Sb⁵⁺ . Розглянемо тільки перших чотири катіони, що пов'язано з їх біологічним значенням і потребою визначення в клінічних, біохімічних та контрольно-аналітич­них лабораторіях.

Груповим реактивом катіонів п'ятої аналітичної групи є сильні основи NaOH , КОН, які утворюють з ними гідроксиди, що належать до слабких основ, не розчинних у воді, амоніаку й лугах. Проте вони добре розчиняються в кислотах і, на відміну від катіонів четвертої аналітичної групи, не розчиняються в надлишку лугів, оскільки не мають амфотерних властивос­тей.

Елементи, що утворюють катіони цієї аналітичної групи, перебувають у різних групах ПСЕ і тому мають дещо відмінні фізико-хімічні властивості. Якщо Ферум і Манган належать до родини d-елементів, то Магній — це s-елемент ІІА групи. Відо­мо, що d-елементи мають незавершену передостанню атомну орбіталь і тому виявляють змінну валентність, а відповідно, й різні ступені окиснення. Ферум у сполуках виявляє ступені окиснення +2, +3, +6, а Манган утворює сполуки зі с. о. +2,- +3, +4, +6, +7. Як і для інших d-елементів, зі збільшенням ступе­ня окиснення елемента основні властивості оксидів і гідрок­сидів Феруму й Мангану послаблюються, а кислотні - посилю­ються (табл. ).

Зазначимо, що для катіонів Fe²⁺ і Мп²⁺ характерні реакції утворення комплексних сполук з координаційним числом, яке здебільшого дорівнює 6 і рідше 4.

У водних розчинах йони перехідних елементів, що мають незавершену d-орбіталь, забарвлені, наприклад Fe³⁺ — темно-коричневий, Fe²⁺ — сіро-зелений, йон МпО₄ — фіолетовий.

Якісні реакції катіонів Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺

Реакції катіонів Магнію Мп²⁺

1*. Реакція з натрій гідрогенфосфатом.Натрій гідроген-фосфат Na₂HPO₄ за наявності амоній гідроксиду і амоній хло­риду утворює з йонами Магнію білий кристалічний осад под­війної солі магній-амоній фосфату:

Mg²⁺ + NH₄OH + Na₂HPO₄ → MgNH₄PO₄↓ + 2Na⁺ + Н₂О.

Сіль NH₄C1 добавляють для того, щоб при дії NH₄OH за­побігти утворенню малорозчинного осаду Mg(OH)₂.

Ця реакція досить чутлива (10 мкг), її використовують для визначення йонів Mg²⁺ у крові.

Виконання. У пробірку вносять 2—3 краплі солі Магнію, добавляють 2 краплі розчину амоній гідроксиду і розчину амоній хлориду до повного розчинення осаду Mg(OH)₂. До суміші добавляють при перемішуванні розчин Na₂HPO₄. Вип­робовують розчинення осаду в мінеральних та в ацетатній кис­лотах, у яких він добре розчиняється.

2. Реакція з гідроксидами лужних металів.Сильні луги осаджують
з розчинів солей Магнію білий аморфний осад маг­ній гідроксиду:

Mg²⁺ + 2 ОН ˉ= Mg(OH)₂ ↓ .

Цю реакцію можна використати для відокремлення йонів Mg²⁺ від йонів К⁺ і Na⁺ , оскільки гідроксиди лужних металів добре розчиняються у воді.

Виконання. У пробірку вносять 2—3 краплі солі Магнію і стільки ж розчину лугу. Спостерігають утворення осаду, який розчиняється в мінеральних кислотах і солях амонію (див. рів­няння реакції в п. 13.1).

3. Реакція з амоній гідроксидом.Розчин амоній гідроксиду
утворює з йонами Магнію білий осад магній гідроксиду:

Mg²⁺ + 2NH₄OH → Mg(OH)₂↓+ 2NH₃↑.

Цей процес є оборотним, тому за наявності в розчині солей амонію рівновага зміщується вліво і осад Mg (OH)₂ може не ут­ворюватись.

Виконання. У дві пробірки вносять по 2—3 краплі солі Маг­нію. У першу доливають трохи амоній хлориду і в обидві про­бірки вносять по кілька крапель розчину NH₄OH . Перекону­ються в тому, що амоній гідроксид за наявності солей амонію не осаджує катіони Mg²⁺ .

4. Реакція з оксихіноліном.Цей органічний реагент утво­рює з солями
Магнію жовто-зелений кристалічний осад магнійоксихіноляту Mg(Ox)₂ за схемою

Ця реакція характеризується високою чутливістю (0,25 мкг), однак для виявлення катіонів Магнію її можна використати тільки після відокремлення йонів Са²⁺, Ва²⁺ і Sr²⁺ , з якими оксихінолін також утворює забарвлені комплексні сполуки.

Виконання. До 2—3 крапель солі Магнію добавляють по дві краплі NH₄OH і NH₄C1 і стільки ж спиртового розчину 8-ок-сихіноліну. Спостерігають утворення осаду.

Реакції катіонів Феруму(ІІ) Fe²⁺

5*. Реакція з червоною кров'яноюсіллю. Калій гекса-ціаноферат(Ш) K₃[Fe(CN)₆] (червона кров'яна сіль) утворює з йонами Fe²⁺ темно-синій осад, який дістав назву "турнбулентової сині

FeSO₄ + К₃[Fе(СN)₆] = KFe[Fe(CN)₆]↓ + K₂SO₄

а потім утворені йони Fe³⁺ сполучаються з аніоном гекса-ціаноферату(П), утворюючи нерозчинну комплексну сполуку за рівнянням

Fe³⁺ + К⁺ + [Fe⁺² (CN)₆]⁴ˉ = KFe⁺³ [Fe⁺² (CN)₆] Отже, за складом ця сполука ідентична берлінській блакиті

Наведена якісна реакція характеризується високою чут­ливістю (0,05 мкг), її виконують у кислотному середовищі.

Виконання. До 3—4 крапель солі двовалентного Феруму до­бавляють 2—3 краплі хлоридної кислоти (для призупинення гідролізу солі) і 2—3 краплі реактиву. До утвореного темно-си­нього осаду добавляють трохи розчину лугу і спостерігають зміну забарвлення, пов'язану з руйнуванням комплексу та ут­воренням ферум(П) гідроксиду.

6. Реакція з амоній сульфідом.Амоній сульфід (NH₄ )₂ S ут­ворює з солями Fe(II) чорний осад ферум(П) сульфіду:

Fe²⁺ + S²ˉ=FeS↓.

Осад розчиняється в розбавлених мінеральних кислотах.

Виконання. До 3—4 крапель солі Феруму(П) добавляють 2—3 краплі розчину реактиву. Приливають трохи хлоридної кислоти і спостерігають розчинення осаду.

Реакції катіонів заліза(ІІІ) Реакція з гексаціанофератом(II) калію.Гексаціаноферат (II) калію K₄[Fe(CN)₆] у слабокислому середовищі утворює з Fe³⁺темно-синій осад, який має тривіальну назву “берлінська лазур”:

Fe³⁺ + K⁺ + [Fe(CN)₆]⁴ˉ = K Fe [Fe(CN)₆]↓

За даними рентгеноструктурних досліджень берлінська лазур ідентична з турн-булевою синню, яка утворюється при реакції Fe²⁺ із K₃[Fe(CN)₆].

Реакція специфічна. Проведенню реакції заважають окислювачі, які здатні окислити реагент K₄[Fe(CN)₆] до K₃[Fe(CN)₆]. (див. "Реакції катіонів заліза(ІІ)).

Реакція з тіоціанатом (роданідом) амонію. Солі Fe³⁺ утворюють з тіоціо-нат-іоном комплексну сполуку, забарвлену в червоний колір:

Fe³⁺ + 3SCNˉ = [Fe(SCN)₃]

При надлишку реагенту утворюються комплексні іони змінного складу: [Fe(SCN)₄]ˉ , [Fe(SCN)₅]²ˉ, [Fe(SCN)₆]³ˉ. Виконувати реакцію належить в кислому середовищі (рН ≈ 2). Чутливість реакції 0,25мкг. Заважають відкриттю іони NO₂ (утворюють із SCNˉ сполуку NOSCN червоного кольору), а також ті іони, які утворюють із залізом (ІІІ) більш стійкі безбарвні сполуки, наприклад:

[Fe(SCN)₃] + 6Fˉ = [FeF₆]³ˉ + 3SCNˉ

Реакція із сульфідом натрію.Сульфід натрію Na₂S осаджує з розчинів солей заліза (III) Fe₂S₃ чорного кольору:

2Fe³⁺ + 3S²ˉ = Fe₂S₃↓

Fe₂S₃ розчиняється в мінеральних кислотах:

Fe₂S₃↓ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂S↑

Fe₂S₃↓ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂S

Читайте також:

1. CMM. Групи ключових процесів
2. I. Загальна характеристика політичної та правової думки античної Греції.
3. II. ВИРОБНИЧА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕСІЇ
4. II. Морфофункціональна характеристика відділів головного мозку
5. IV. Загальна оцінка діяльності вчителя
6. IV. Загальна схема поточного і підсумкового контролю та оцінювання знань студентів
7. Ni - загальна кількість періодів, протягом яких діє процентна ставка ri.
8. Аварії на хімічно-небезпечних об’єктах та характеристика зон хімічного зараження.
9. Автобіографія. Резюме. Характеристика. Рекомендаційний лист
10. Автокореляційна характеристика системи
11. Агровиробничі групи грунтів України
12. Алгоритм вибору групи ЛП для самолікування діареї

Переглядів: 7782