Действие группового реактива на катионы I группы

Групповой реактив – 2М раствор НС1 – дает скатионами Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ осадки хлоридов белого цвета:

Ag⁺ + Cl^– → AgCl ↓;

Рb²⁺ + 2Cl^– → PbС1₂ ↓;

Hg₂²⁺ + 2Cl^– → Hg₂Cl₂ ↓.

1. Осадок AgCl растворяется в растворе аммиака. Эту реакцию используют для отделения AgCl от Hg₂Cl₂:

AgCl + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^– + 2Н₂О.

При подкислении образовавшегося амминокомплекса азотной кислотой последний разрушается с образованием осадка AgCl:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ → AgCl ↓ + 2NH₄NO₃

Ag(NH₃)₂⁺ + Cl^– + 2H⁺ → AgCl ↓ + 2NH₄⁺.

Этот комплекс разрушается и иодидом калия KI, при этом выпадает светло-желтый осадок AgI:

Ag (NH₃)₂⁺ + I^– + 2Н₂О → AgI ↓ + 2NH₄OH.

Эти реакции служат для обнаружения иона Ag+.

Выполнение реакции. Осадок AgCl взмутить и разделить на две части. К первой добавить 1–2 капли 2 Мраствора HNO₃, ко второй – по каплям и при перемешивании 2 Мраствор аммиака до растворения осадка. Полученный раствор разделить на две части. К одной прибавить 2 Мраствор HNO₃ до кислой реакции, ко второй – 2–3 капли раствора KI.

2. Осадок РbС1₂ растворяется в горячей воде. Это свойство осадка используют для его отделения от AgCl и Hg₂Cl₂.

Выполнение реакции. К осадку РbС1₂ добавить 0,5 мл дистиллированной воды и нагреть при перемешивании. Наблюдать растворение осадка при нагревании и последующее осаждение при охлаждении.

Частные аналитические реакции ионов Ag⁺

1.2.1. Растворы бромидов и иодидов (ионы Вr^– и I^–) дают с ионом Ag⁺ белый или желтоватый творожистый осадок AgBr и светло-желтый творожистый осадок AgI:

Ag⁺ + Br^– → AgBr ↓ (K_S⁰ = 5,3 ∙10^–13);

Ag⁺ + I^– →AgI ↓ (K_S⁰ = 8,3 ∙10^–17).

Осадки не растворяются в HNO₃. AgBr незначительно растворяется в NH₄OH. AgI в растворе аммиака не растворяется.

Выполнение реакций. В две пробирки поместить по две капли раствора AgNO₃ и прибавить в одну пробирку 1–2 капли раствора КВr, в другую–1–2 капли раствора КI.Каждыйосадок разделить на две части и исследовать растворимость осадков в HNO₃ и NH₄OH, добавляя по 2–3 капли реактива при перемешивании.

1.2.2. Восстановление Аg⁺ до металлического серебра.

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары Ag⁺/Ag равен 0,80 В. Поэтому ионы серебра можно восстановить до металлического серебра различными восстановителями, напрмер:

2AgCl + Mn²⁺ + 4OH^– ↔ 2Ag↓ + 2Cl^– + MnO(OH)₂ + H₂O.

Реакция выполняется капельным методом. На полоску бумаги наносят каплю раствора соли серебра. при этом на бумаге образуется осадок AgCl, осадок тщательно промывают, затем наносят каплю Mn(NO₃)₂. Признаком присутствия Ag⁺ является моментальное почернение пятна под действием щелочи.

Частные аналитические реакции ионов Pb²⁺

1.2.3. Хромат калия К₂СrO₄ и дихромат калия К₂Сr₂О₇ с ионами Рb²⁺ образуют желтый осадок РbСrО₄ (K_S⁰ = 1,8 ∙10^–14):

Рb²⁺ + СrО₄^2– → РbСrО₄ ↓,

2Pb²⁺ + Cr₂O₇^2– + H₂O → 2PbCrO₄ ↓ + 2Н⁺.

Осадок РbСrО₄ мало растворим в HNO₃, не растворяется в СН₃СООН, но легко растворяется в растворах щелочей:

РbCrO₄ + 4ОН^– →РbО₂^2– + CrO₄^2– + 2Н₂О.

Выполнение реакций. В две пробирки поместить по 2–3 капли раствора Pb(NO₃)₂ и прибавить в одну пробирку 1–2 капли раствора К₂СrO₄, в другую–1–2 капли раствора К₂Сr₂O₇. Исследовать растворимость полученного осадка в 2 Мрастворах HNO₃, CH3COOH, NaOH, прибавляя к осадку по 3–4 капли реактива. Условия проведения реакции – среда должна быть нейтральной или слабокислой.

1.2.4. Иодид калия KI дает с ионами Рb²⁺ желтый осадок Рb₂:

Рb²⁺ + 2I^– → РbI₂ ↓.

Выполнение реакции. К 1–2 каплям раствора Pb(NO₃)₂ прибавить 1–2 капли раствора KI. К полученному осадку прибавить несколько капель воды, 2 Мраствор СН₃СООН и нагревать на водяной бане в течение 1–2 мин до растворения осадка. При резком охлаждении раствора под струей холодной воды наблюдать образование блестящих золотистых кристаллов.

Условия проведения реакции – слабокислая среда, рН = 3÷5; реактив нельзя брать в избытке во избежание растворения осадка вследствие образования комплексного иона РbI₄^2–. Реакция является специфической на ион Рb²⁺.

1.2.5. Важное значение в анализе имеют также реакции катионов I аналитическое группы с едкими щелочами, гидрофосфатом натрия.

Контрольные вопросы

1. Какой реактив является групповым на I аналитическую группу катионов?

2. Можно ли практически полностью осадить катион Рb²⁺ действием НС1?

3. Как выполняется реакция обнаружения Рb²⁺ действием KI?

4. На чем основано удаление РbС1₂ из осадка хлоридов катионов I группы?

5. О чем свидетельствует полное растворение осадка хлоридов при удалении из него РbС1₂?

6. На чем основано растворение осадка AgCl в растворе аммиака?

8. Какой вывод сделаете, если осадок хлоридов, отмытый от хлорида свинца, полностью растворится в растворе аммиака?

9. Чем можно разрушить аммиачный комплекс серебра? Что при этом наблюдается?