Марганец ионының реакциялары
Марганец (II) гидроксиді сутек пероксидімен тотығып Н2МnО3 (MnO2· nН2О) қоңыр тұнба түзеді.
Mn(OH)2↓ + Н2О- 2е- ↔ H2MnO3↓ + 2Н+
Н2О2 + 2Н++ 2е- ↔ 2Н2О
|
1
1
|
Mn(OH)2↓ + Н2О2 → Н2МnО3 + H2O↓
|
|
Марганец (IV)-ке күкірт немесе азот қышқылды ортада Н2О2-мен әсер еткенде марганец (II)-ге айналады:
H2MnO3↓ + 4Н++ 2е- ↔ Мn2+ + 3Н2О
Н2О2 - 2е- ↔ О2↑ + 2Н+
|
1
1
|
|
Н2МnO3↓ + Н2О2 + 2Н+ → Мn2+ + О2↑+ 3Н2О
|
Күшті тотықтырғыштар, мысалы (NH4)2S2O8 Мn (II) ионын МnО 4- дейін тотықтырады да, ерітінді қызыл түске боялады :
Мn2+ + 4Н2О - 5е- ↔ МnО4- + 8Н+
S2O82- + 2е- ↔ 2SO42-.
|
2
5
|
|
2Мn2+ + 5S2O82- + 8Н2О → 2МnО4- + 16Н+ + 10SO42-
|
Реакция күміс тұзы (катализатор) қатысында жоғары температурада жүреді. Бұл реакция жүйелік талдауда марганец (II) ионын анықтауға қолданылады.
Висмут ионының реакциялары
Жаңа дайындалған натрий гексагидроксостанитінің (II) Na4[Sn(OH)6] әсері.
SnCl2 ерітіндісіне NaOH-нің артық мөлшерін қосқанда гексагидроксостанит (II) [Sn(OH)6]4- комплексті ионын түзіледі. Гексагидроксостанит (II)-ионы Bi3+ ионын қара түсті металдық висмутқа дейін тотықсыздандырады. [Sn(OH)6]4- ионы тек сілтілік ортада ғана тұрақты, ал бұл жағдайда висмут катионы ақ тұнбаға түседі. Висмут катионын ашу реакциясын орындағанда концентрлі сілтінің артық мөлшерін қолдануға және қыздыруға болмайды, себебі мұндай жағдайда қара металдық Sn тұнбаға түсіп, диспропорциялану реакциясы жүреді. Висмут катиондары бұл жағдайда ақ түсті тұнба Bi(OH)3 түзеді:
Sn2+ + 2OH- ↔ Sn(OH)2↓,
Sn(OH)↓ + 4OH- → [Sn(OH)6]4-,
Bi3+ + 3ОН- ↔ Bi(OH)3↓.
|
|
Bi(OH)3↓ +3е- ↔ Bi↓ + 3ОН-
[Sn(OH)6]4- -2e- ↔ [Sn(OH)6]2-
|
2
3
|
|
2Bi(OH)3↓ + 3[Sn(OH)6]4- → 2Bi↓ + 3[Sn(OH)6]2- + 6OH-
|
Висмут катиондарын анықтау кезінде концентрленген сілтінің артық мөлшері мен қыздыруды қолданбау керек, өйткені диспропорциялану реакциясының нәтижесінде қара тұнба Sn↓ тұнбаға түсуі мүмкін:
2[Sn(OH)6]4- → [Sn(OH)6]2- + Sn↓ + 6ОН-.
Сурьма ионының реакциялары
Металдық мырышпен әрекеттесуі
Никель пластинасы бетіндегі металдық мырыш сурьма (III) және (V) иондарын металдық түрге дейін тотықсыздандырады:
2[SbCl6]3- + 3Zn ↔ 2Sb↓ + 3Zn2+ + 12Сl-.
|
Никель пластинкасы мырышпен гальваникалық жұп түзеді. Ni оң, ал Zn-теріс электрод. Ни кель мырыштан электрондарды қабылдап, оны сурьмаға береді де металға дейін тотықсыздандырады. Никель пластинасының бетінде бөлінген сурьма хлорсутек қышқылында ерімейді, бірақ азот қышқылында ериді.
Sb + ЗН2О - 5е- — HSbO3↓ + 5Н+
NO3-, + 4Н++ 3е- — NO↑ + 2Н7О
|
3
5
|
|
3Sb↓ + 5NO3- + 5Н+ → 3HSbO3↓ + 5NO↑ + Н2О
|
1.6.1 Бесінші аналитикалық топтың катиондарын жүйелік талдау.
Темір (II) және (III) катиондарын калий гексацианоферрат (III) және гексацианоферрат (II) ерітінділермен әсер ету арқылы бөлшектеп анықтайды:
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- ↔ Fe3[Fe(CN)6]2↓,
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- ↔ Fe4[Fe(CN)6]3↓.
|
Сурьма (III) және сурьма (V) катиондары барлық V топ катиондарын анықтауға кедергі жасайды. Сурьма (Ш) иондарының HNO3 қышқылымен сурьма (V) дейін тотықтырады, ол HSbO 3 түріндегі тұнбаға түседі. Тұнбаны центрифугаттан бөліп алып, концентрленген тұз қышқылында ерітеді. Сурьма (V) иондарын никель пластина бетіндегі мырышпен анықтайды. Центрифугатта қалған барлық (V) топ катиондарын концентрлі аммиак ерітіндісімен гидроксид түрінде тұнбаға түсіреді
Магний гидроксидтерін айыру үшін тұнбаға аммоний хлоридінің қаныққан ерітіндісін және 3% Н 2О 2 ерітіндісін қосады. Осы кезде Mg(OH) 2 тұнбасы еріп, ал Мn2+ катионы H 2MnO 3 дейін тотығады. Құрамында Fe(OH) 3, BiONO 3, H 2MnO 3 тұратын тұнбаларды центрифугаттың көмегімен бөліп алады. Центрифугаттағы Мn2+ катионын аммиак буферінің қатысындағы натрий гидрофосфаты ерітіндісімен анықтайды.
Азот қышқылы темір және висмутпен гидроксиді(III) тұнбасына әсер еткенде тұнба ериді, ал Н2МnО3 (МnО2·nМnО)↓ тұнбада қалады.Оны центрифугамен бөліп алады.
Центрифугаттағы висмут катионын жаңа дайындалған Na 4[Sn(OH) 6] ерітіндісімен анықтайды. Н2МnО3 (МnО2·nН2О) тұнбасын Н 2О 2 қатысындағы азот қышқылында ерітеді. Бұл кезде МnО 2·nН 2Оден Мn 2+-ге дейін тотықсызданады. Бұларды аммоний персульфат ерітіндісімен әсер ету арқылы анықтайды.V аналитикалық топ катиондарының қоспаларының жүйелік талдау жолының сызбанұсқасы. 5-сызбанұсқа
V аналитикалық топ катиондарының қоспасын жүйелік талдау
11.7 Алтыншы аналитикалық топтың катиондары
Cu2+, Hg2+, Co2+, Ni2+
VI аналитикалық топтың катиондарына электрондық құрылысы бос d-орбитальдармен сипатталатын d-элементтердің катиондары: Cu2+, Hg2+, Co2+, Ni2+ жатады. Сондықтан да VI аналитикалық топ катиондарына комплекс түзу реакциялары тән. VI аналитикалық топ катиондарының қосылыстары суда жақсы ериді (сульфаттары, хлоридтері, нитраттары, ацетаттары және т.б.) суда ерімейтіндері гидроксидтері, карбонаттары және фосфаттары. VI аналитикалық топ катиондарына топтық реагент ретінде концентрлі аммиак ерітіндісі алынады, ол осы катиондармен еритін аммиакты комплекс түзеді. Одан әрі талдауда осы комплекстерді 6М күкірт қышқылы ерітіндісімен бұзып Сu (I) және Hg2+ иондарын натрий тиосульфаты кристалдарымен сульфидтер түрінде тұнбаға түсіреді . Cульфидтердің азот қышқылымен бром суында әртүрлі ерігіштігіне байланысты VI аналитикалық топ катиондарын анықтау комплекс түзу және тотығу-тотықсыздану реакцияларын қолдануға негізделген. VI аналитикалық топ катиондары (Hg2+ ионынан басқасы) түсті қосылыстар түзеді.
VI аналитикалық топтың катиондарының реакциясы
1.Калий немесе натрий гидроксидтері ерітінділерінің әсері.
Натрий немесе калий гидроксидтері VI аналитикалық топ катиондарымен түсті гидроксидтер түзеді:
Сu2+ + 2ОН- ↔ Cu(OH)2↓ - көкшіл,
Ni2+ + 2ОН- ↔ Ni(OH)2↓ - жасыл,
Hg2+ + 2ОН- ↔ Hg(OH)2↓ - ақ,
|
Hg(OH) 2 ыдырап, жылдам сары түске айналады:
Кобальт катиондары сілтілермен негіздік тұз тұнбасын түзеді, мысалы:
Со2+ + Сl- +OH- ↔ Co(OH)Cl↓,
|
Тұнбаға сілтінің артық мөлшерімен әсер еткенде ашық қызыл түсті гидроксид тұнбасына айналады:
Со(ОН)Сl↓ + ОН- ↔ Co(OH)2↓ + Сl-.
|
VI аналитикалық топтың катиондарының гидроксидтерінің барлығы қышқылдарда ериді, мысалы:
Ni(OH)2↓ + 2Н+ → Ni2+ + 2Н2О,
|
Сu(ОН)2 концентрлі сілтінің артық мөлшерінің әсерінен біртіндеп ериді:
Cu(OH)2↓ + 2ОН- → [Cu(OH)4] 2- + 2Н2О.
|
2. Аммиак ерітіндісінің әсері
VI аналитикалық топтың катиондарына аммиактың сулы ерітіндісінің аз мөлшерімен әсер еткенде негіздік тұздар немесе амидоқосылыстар түзеді.
2Сu2+ + 2NH3·Н2О + SO42- ↔ (CuOH)2SO4↓ (жасыл) + 2NH4+,
Hg2+ + 2NH3·H2O + C- ↔ [NH2Hg]Cl↓ (ақ) + NH4+ + 2Н2О,
2Ni2+ + 2NH3 H2O + SO42- ↔ (NiOH)2SO4↓ (жасыл) + 2NH4+,
Co2+ + NH3·H2O + Сl- ↔ Co(OH)Cl↓ (көк) + NH4+.
|
VI аналитикалық топтың негіздік тұздары мен амидоқосылыстары ерітінділеріне аммиактың артық мөлшерін қосқанда еріп, аммимакты комплекстер түзіледі:
Co(OH)Cl↓+6NH3·H2O→[Co(NH3)6]2++Сl-+OH-+6Н2О (қызыл-қоңыр ерітінді),
(NiOH)2SO4↓ + 12NH3·H2O → 2[Ni(NH3)6]2+ +SO42- + 2ОН- + 12Н2О (күлгін ерітінді),
(CuOH)2SO4↓ + 8NH3·H2O → 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42+ + 2ОН- + 8Н2О (көк ерітінді),
[NH2Hg]Cl↓ + 3NH3·Н2О → [Hg(NH)3)4]2+ + Сl- + ОН- + 2Н2О (түссіз ерітінді).
|
VI аналитикалық топтың катиондарының аммиактық комплекстері қышқылдың әсерінен бұзылады:
[Cu(NH3)4]2+ + 4Н+ → Сu2+ + 4NH4+.
|
3.Натрий тиосульфатының әсері
Сu2+ және Hg2+ катиондарын қышқылды ортада натрий тиосульфатымен қосып қыздырғанда мыс (I) және сынап (II) сульфидтері тұнбаға түседі.
-
S2O32- + Н2О → H2S↑ + SO42-
|
Себебі S2O32- гидролизі кезінде түзілген күкіртсутек мыс (I) және сынап (II) сульфидтерін түзуге ғана жеткілікті, өйткені бұл сульфидтердің ерігіштік көбейтіндісі:
ЕК(Cu2S) = 2,5·10-48, ЕК(HgS) = 1,5·10-52.
|
Күкіртсутек алғашқыда Сu2+ ионын Сu+ионына дейін тотықсыздандырады:
2Сu2+ + H2S +2е- ↔ Cu2S↓ + 2Н+
H2S- 2е- ↔ S↓ + 2Н+
|
1
1
|
|
2Cu2+ + 2H2S → Cu2S↓ + S↓ + 4H+
|
Реакцияның қорытынды теңдеуі:
2Cu2+ + 2S2O32- + 2H2O → Cu2S↓ + S↓ + 2SO42- + 4H+.
|
Сынап (II) катиондарымен реакция мына теңдеу бойынша жүреді:
Hg2+ + S2O32- + Н2О → HgS↓ + SO42- + 2Н+.
|
Тиосульфат-иондары Сu2+ және Hg2+ катиондарын VI аналитикалық топтың басқа катиондарынан ажыратады.
HgS пен салыстырғанда мыс (I) сульфиді қыздырғанда азот қышқылында ериді:
Cu2S↓- 4е- ↔ 2Сu2+ + S↓
NO3- + 4Н+ + 3е- ↔ NO↑ + 2H2O
|
3
4
|
|
3Cu2S↓ + 4NO3- + 16H+ → 6Cu2+ + 3S↓ + 4NO↑ + 8H2O
|
Осы реакцияның көмегімен мыс(I) сульфидін сынап сульфидінен ажыратады.
HgS↓ бром суында хлорсутек қышқылының қатысында еріп, Hg2+ ионы комплексті қосылыс түзеді:
HgS↓ + 2Сl- -2е- + ↔ [HgCl2] + S↓
Вr2 +2е- ↔ 2Вr-
|
1
1
|
|
HgS↓ + Вr2 + 2С1- → [HgCl2] + 2Вr- + S↓
|
Сынап ионының реакциялары
1. Калий иодидінің әсері
Калий иодиді Hg2+ ионымен сары-қызыл түсті тұнба түзеді:
Тұнба комплексті анион түзетін реагенттің артық мөлшерінде ериді:
HgI2↓ + 2I- → [HgI4]2-, Ктсз = 1,5·10-39.
|
Реакцияны жүргізудің шарты:
Реакция рН < 7жағдайында жүргізілуі тиіс.
Cu2+, Bi3+ және Ag+ болмауы керек.
I- ионын тотықтыратын тотықтырғыштар (МnО4-, СrО42-, Fe3+) болмауы керек.
2. Қалайы (II) хлориді ерітіндісінің әсері
Қалайы (II) хлориді ерітіндісі Hg2+ ионын Hg1+ ионына дейін, ал реактивтің артық мөлшерінде Hg↓ дейін тотықсыздандырады. Сондықтан тұнба реакцияда алғашында ақ түсті (Hg2Cl2↓), ал одан соң ұсақ дисперсті металдық сынаптың пайда болуына байланысты қара түске ауысады:
2Hg2+ + 2C1- +2e- ↔ Hg2Cl2↓
Sn2+ + 6Сl- -2е- ↔ [SnCl6]2-
|
1
1
|
|
2Hg2+ + 8Сl- + Sn2+ → Hg2Cl2↓ + [SnCl6]2-
|
Hg2Cl2↓ +2e- ↔ 2Hg↓ + 2C1-
Sn2+ + 6Сl- -2e- ↔ [SnCl6]2-
|
1
1
|
|
Hg2Cl2↓ + Sn2+ + 4C1- → 2Hg↓ + [SnCl6]2-
|
Бұл реакцияны сынап (II) иондарын анықтау үшін қолданады.
Реакцияны жүргізудің шарттары:
1. Реакцияны рН < 7 жағдайында жүргізу ұсынылады. Сілтілік ортада қалайы гидроксидінің және сынап оксидінің тұнбасы; аммиакты ортада – меркураммоний хлориді және қалайы гидроксидінің тұнбасы түзіледі; бейтарап ортада ерітінді бұлынғырланып, негіздік тұз Sn(OH)Cl түзіліп, қалайы хлоридінің гидролизі жүреді.
Ерітіндіде Sn2+ ионын Sn(IV) ионына дейін тотықтыратын күшті тотықтырғыштар, хлоридтермен аз еритін тұнбалар түзетін катиондар (Ag+, Hg22+, Pb2+) болмауы керек тиіс.
Реакцияны жаңадан дайындалған SnCl2 ерітіндісімен жүргізу қажет.
3.Басқа реакциялар
Hg2+ иондары, сондай ақ, HgS (қара), HgCrO4 (сары), Hg5(IO6)2 (ақ), Hg3(PO4)2 (ақ), Hg[Cr(SCN)4(NH3)2]·H2O (ашық қызыл) қосылыстар түзеді. Hg5(IO6)2 түзілу реакциясының маңызы өте зор, ол сандық анализде қолданылады. Түзілген тұнбаны қышқылдық ортада KI ерітіндісі арқылы өткізсе иод бос күйінде бөлініп шығады:
Hg5(IO6)2 + 34I- + 24Н+ → 5[HgI4]2- + ↓8I2 + 12Н2О.
|
Кобальт ионының реакциялары
1. Аммоний тиоцианаты ерітіндісінің әсері
Аммоний тиоцианаты кобальт катионымен көк түсті комплексті қосылыс түзеді:
NH4+ + Со2+ + 4SCN- ↔ (NH4)2[Co(SCN)4].
|
Реакцияның сезімталдығын арттыру үшін алынған ерітіндіге 0,5 мл диэтил эфирі мен 0,5 мл амил спиртінің қоспасын қосады. Органикалық ерітінді қатысында ерітіндіні араластырғанда роданид комплексі ериді де, ерітіндінің жоғарғы бөлігі қанық көк түске боялады.
Реакцияны жүргізудің шарты:
Реакция орташа қышқылдық ортада (рН = 4-5)жүргізу қажет.
NH4SCN ерітіндісі концентрлі болуы керек.
NH4SCN кристалын қосып, барлық тұз еріп кеткенше пробиркадағы ерітіндіні жылдам араластырады.
Никель иондары реакцияға кедергі келтірмейді.
5. Fe3+ ионы болған жағдайда қызыл қан түсті Fe(SCN)3, түзіліп, [Co(SCN)4]2-ионының көк түсін бүркемелейді, сондықтан Fe3+ қатысында реакцияны шарап немесе қымыздық қышқылы, сілтілік металдардың фторидтері, фосфор қышқылы қатысында жүргізеді, себебі, бұлар Fe3+ ионын түссіз комплекске байланыстырады.
Мыс ионының реакциялары
1. Аммоний гидроксидімен реакциясы
Сu2+ катионына аммиактың сұйылтылған ерітіндісімен әсер еткенде көкшіл-жасыл түсті мыстың негіздік тұзының тұнбасы пайда болады:
2CuSO4 + 2NH4OH ↔ ↓Cu2(OH)2SO4 + 2NH4+ + SO42-.
|
Аммиактың артық мөлшерін қосқанда қомплексті көк түсті тұнба түзіледі:
Cu2(OH)2SO4+ 8NH3 → 2[Cu(NH3)4]2++ SO42-+ 2OH-
|
2. Калий гексацианоферраты (II) -мен реакциясы
Мыс катиондары K4[Fe(CN)6] иондарымен мыстың гексацианоферратының қызыл тұнбасын түзеді :
2Сu2+ + K4[Fe(CN)6]4- → ↓Cu2[Fe(CN)6].
|
Реакцияны жүргізудің шарттары^
Реакцияны рН < 7 жағдайында жүргізу керек. Аммиакты ортада ерімтал аммиакты комплекс түзіледі. Ерітіндіде КОН немесе NaOH ерітінділерінен мыс гидроксиді түзіледі.
Реактивпен түсті тұнбалар түзетін иондар (Fe3+, Со2+, Ni2+) түссіз тұрақты комплекстермен байланысуы тиіс.
K4[Fe(CN)6] ионын K3[Fe(CN)6] дейін тотықтыратын тотықтырғыштар қатыспауы қажет.
Cu2+ ионын Cu+ ионына дейін ауыстыратын тотықсыздандырғыштар тотығуы тиіс.
5. Комплекс түзуші реагент KCN реакцияға кедергі келтіруі мүмкін.
Никель ионының реакциялары
Чугаев реактивінің (диметилглиоксим)әсері
Чугаев реактиві аммиакты ортада никель катиондарымен ішкі комплексті тұздың қызыл тұнбасын түзеді:
Достарыңызбен бөлісу: |