Четвёртая аналитическая группа катионов

 

К четвёртой аналитической группе относятся катионы Al³⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, образующие с избытком щёлочи растворимые гидроксокомплексные соли. Групповой реактив ─ гидроксид натрия NaOH, при действии которого сначала выпадают осадки гидроксидов:

 

Al³⁺ + 3OH^- = Al(OH)_3(тв),

 

Zn²⁺ + 2OH^- = Zn(OH)_2(тв),

 

Cr³⁺ + 3OH^- = Cr(OH)_3(тв),

 

Sn²⁺ + 2OH^- = Sn(OH)_2(тв),

 

Sn⁴⁺ + 4OH^- = Sn(OH)_4(тв),

 

Гидроксиды элементов четвертой аналитической группы обладают амфотерными свойствами, поэтому способны растворяться как в щелочах, так и в кислотах. Поэтому в избытке реактива NaOH осадки гидроксидов растворяются:

 

Al(OH)_3(тв) + OH^- = [Al(OH)₄]^-,

 

Zn(OH)_2(тв) + 2OH^- = [Zn(OH)₄]^2-,

 

Cr(OH)_3(тв) + OH^- = [Cr(OH)₄]^-,

 

Sn(OH)_2(тв)+ 2OH^- = [Sn(OH)₄]^2-,

 

Sn(OH)_4(тв) + 2OH^- = [Sn(OH)₆]^2-.

 

При растворении гидроксидов в кислотах образуются соли катионов четвертой группы:

Al(OH)_3(тв)  + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O,

 

Cr(OH)_3(тв) + 3H⁺ = Cr³⁺ + 3H₂O,

 

Zn(OH)_2(тв) + 2H⁺ = Zn²⁺ + 2H₂O,

 

Sn(OH)_2(тв)  + 2H⁺ = Sn²⁺ + 2H₂O,

 

Sn(OH)_4(тв) + 6HCl = H₂[SnCl₆] + 4H₂O.

 

Катионы четвертой группы (кроме Аl³⁺ и Zn²⁺) имеют переменные степени окисления и легко вступают в окислительно-восстановительные реакции, что и используется при анализе этих ионов.

 

Реакции катиона алюминия

 

1. Реакция с ализарином C ₁₄ H ₆ O ₂ ( OH )₂. Ион Аl³⁺ открывают реакцией с ализарином (1, 2-диоксиантрахиноном), который в аммиачной среде образует с катионом Аl³⁺ ярко окрашенный комплекс красного цвета ализаринат алюминия - " алюминиевый лак".

 

 

Открытию мешают катионы Cr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺.

Методика проведения реакции . На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора, содержащего ионы алюминия, выдерживают ее над парами аммиака и добавляют каплю спиртового раствора ализарина. Бумагу подсушивают, и наблюдают появление красного пятна.

 

+++2. Реакция с алюминоном [ C ₂₂ H ₁₁ O ₉ ( NH ₄ )₃]. Алюминон - аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты образует с катионом алюминия комплексное соединение красного цвета.

Методика проведения реакции . К 2-3 каплям раствора, содержащего ионы алюминия, добавляют 1-2 капли алюминона и нагревают на водяной бане. Затем добавляют раствор аммиака до появления запаха и 2-3 капли раствора карбоната аммония. Образуются хлопья алюминиевого лака.

 

???? 3. Реакция с нитратом кобальта Co ( NO ₃ )₂.

 

2Al₂(SO₄)₃ + 2Co(NO₃)₂ = 2Co(AlO₂)₂ + 6SO_{3 (г)} + 4NO_{2 (г)} + O_{2 (г)}.

 

Методика проведения реакции. Реакция проводится на фильтровальной бумаге, которая смачивается раствором соли алюминия, азотной кислотой, подсушивается и после смачивания разбавленным раствором нитрата кобальта сжигается. Полученный пепел окрашен в синий цвет вследствие образования алюмината кобальта - тенаровой сини Co(AlO₂)₂. Проведению реакции мешают катионы Zn²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺.

4. Реакция с 8-оксихинолином C ₉ H ₆ N (ОН). 8-оксихинолин образует с алюминием при рН =4, 5-10 внутрикомплексное соединение:

 

 

Оксихинолинат алюминия малорастворим в воде, хорошо экстрагируется органическими растворителями (CHCl₃, CCl₄, спирты, кетоны). Экстракты окрашены в желтый цвет и интенсивно флуоресцируют зеленым светом. Мешают определению ионы Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Zr(IV), Sn²⁺, оксихинолинаты которых также флуоресцируют.

Методика проведения реакции . На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора, содержащего ионы алюминия, каплю ацетатного буферного раствора (рН = 6, 5-9, 5) и каплю 0, 03%-ного спиртового раствора оксихинолина. В присутствии ионов алюминия влажное пятно в ультрафиолетовом свете имеет зеленое свечение.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: