Naukowców Dwóch Blog Analiza kationów II grupy

Analiza kationów II grupy

Kationy II grupy możemy podzielić na dwie podgrupy. Do podgrupy IIA zaliczamy jony rtęci(II), ołowiu, miedzi(II), kadmu oraz bizmutu. Do podgrupy IIB zaliczamy z kolei jony arsenu(III), arsenu(V), antymonu(III), antymonu(V), cyny(II) i cyny(IV). Odczynnikiem grupowym AKT, czyli tioacetamid (CH3CSNH2) w środowisku kwasowym (HCl, pH ≅ 0,5). Podczas ogrzewania AKT hydrolizuje z wytworzeniem acetamidu i siarkowodoru:
CH3CSNH2 + H2O ⇋ CH3CONH2 + H2S↑
W dalszym etapie hydrolizy następuje przekształcenie acetamidu w octan amonu:
CH3CONH2 + H2O ⇋ CH3COO + NH4+
W środowisku kwaśnym hydroliza AKT zachodzi już na zimno, lecz podwyższenie temperatury przyspiesza ten proces.


Reakcje charakterystyczne jonu Hg2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2SHg2+ + H2S → HgS↓ + 2H+
3HgS + 12Cl + 2NO3 + 8H+
3[HgCl4]2- + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
Wytrąca sie czarny osad, który roztwarza
się w wodzie królewskiej. Nie roztwarza
się w HCl, H2SO4 ani w HNO3.
Zobacz obraz źródłowy
KIHg2+ + 2I →HgI2
HgI2↓ + 2I→[HgI4]2-
Wytrąca się łososiowoczerwony osad,
który roztwarza się w nadmiarze
odczynnika tworząc bezbarwny roztwór.
W identyczny sposób jony rtęci(II) reagują
z jonami cyjankowymi (CN) oraz 
anionami rodankowymi (SCN)
Zobacz obraz źródłowy
NaOHHg2+ + 2OH → HgO↓ + H2OWytrąca się żółty osad rozpuszczalny w 
kwasach mineralnych.
NH3 · H2Ochlorek rtęci(II):
Hg2+ + 2Cl+ 2NH3 · H2O →
HgNH2Cl↓ + NH4+ + Cl + 2H2O
azotan(V) rtęci(II):
2Hg2+ + NO3 + 4NH3 · H2O →
[Hg2ONH2]NO3↓ + 3NH4+ + 3H2O
Wytrącają się białe osady o zmiennym
składzie w zależności od rodzaju soli
rtęci(II).
K2CrO4Hg2+ + CrO42- → HgCrO4Wytrąca się czerwonobrunatny osad,
który roztwarza się w kwasach.
SnCl22Hg2+ + Sn2+ + 8Cl
Hg2Cl2↓ + [SnCl6]2-
Hg2Cl2↓ + Sn2+ + 4Cl
2Hg↓ + [SnCl6]2-
Wytrąca się biały osad, który po czasie
ciemnieje.

Reakcje charakterystyczne jonu Pb2+


Reakcje charakterystyczne jonu Cu2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2SCu2+ + H2S → CuS↓ + 2H+
3CuS + 2NO3 + 8H+
3Cu2+ + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
Wytrąca się czarny osad, który nie roztwarza
się w rozcieńczonych kwasach mineralnych,
lecz można roztworzyć go w gorącym kwasie
azotowym(V). Powstaje wtedy niebieski roztwór,
wytrąca się siarka i wydziela bezbarwny gaz
brunatniejący na powietrzu.
NaOHCu2+ + 2OH → Cu(OH)2
Cu(OH)2 → CuO↓ + H2O
Wytrąca się niebieski, galaretowaty osad, który
po ogrzaniu ciemnieje.
NH3 · H2Cu2+ + 4NH3 · H2O  → [Cu(NH3)4]2+ + 4H2OPowstaje ciemnoniebieski roztwór.
KI2Cu2+ + 4I → (2CuI2↓) → Cu2I2↓ + I2Wytrąca się czarny (nietrwały) osad, który
ulega dysproporcji z wydzieleniem jonu i
białego osadu.
KCNCu2+ + 2CN→ Cu(CN)2
Cu(CN)2 + 2CN → [Cu(CN)4]2-
2Cu(CN)2 → 2CuCN↓ + (CN)2
CuCN + CN → [Cu(CN)2]
Wytrąca się zielonożółty osad (nietrwały), który
ulega dysproporcji z wydzieleniem dicyjanu oraz
białego osadu. Oba osady roztwarzają się w 
nadmiarze jonów cyjankowych.
DOUBLE COPPER CYANIDES
(NH4)2[Hg(SCN)4]Cu2+ + [Hg(SCN)4]2- → Cu[Hg(SCN)4]↓Wytrąca się żółtozielony osad. W nadmiarze jonów
cynku osad może przybierać fioletową barwę.

K4[Fe(CN)6]2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6]↓Wytrąca się czerwonobrunatny osad, który 
roztwarza się w wodnym roztworze amoniaku.
Zobacz obraz źródłowy
DitizonXPod wpływem jonów Cu2+ zielony roztwór ditiozonu
w CCl4 zmienia barwę na fioletową (w środowisku
kwaśnym) lub na czerwonobrunatną (w środowisku
zasadowym).
Barwienie płomieniaXLotne sole miedzi barwią płomień na zielono / niebiesko.Zobacz obraz źródłowy

Reakcje charakterystyczne jonu Cd2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2SCd2+ + H2S → CdS↓ + 2H+
Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w
gorącym kwasie azotowym(V).
NaOHCd2+ + 2OH → Cd(OH)2Wytrąca się biały osad nieroztwarzalny w 
nadmiarze odczynnika.
NH3 · H2Cd2+ + 2NH3 · H2O → Cd(OH)2↓ + 2NH4+
Cd(OH)2 + 4NH3 · H2O →
[Cd(NH3)4]2+ + 2OH + 4H2
Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w
wodnym roztworze amoniaku.

K4[Fe(CN)6]5Cd2+ + 6K+ + 4[Fe(CN)6]4- → Cd5K6[Fe(CN)6]4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w
rozcieńczonych mocnych kwasach i wodnym
roztworze amoniaku.
KCNCd2+ + 2CN → Cd(CN)2
Cd(CN)2 + 2CN → [Cd(CN)4]2-
Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w
nadmiarze odczynnika.
DitizonXPod wpływem jonów Cd2+ zielony roztwór
ditiozonu w CCl4 tworzy różowy
ditizonian kadmu.

Reakcje charakterystyczne jonu Bi3+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2S2Bi3+ + 3H2S → Bi2S3↓ + 6H+Wytrąca się brunatny osad, który roztwarza się
w kwasie azotowym(V) na gorąco.
NaOHBi3+ + 3OH → Bi(OH)3
Bi(OH)3 → BiO(OH)↓ + H2O
2BiO(OH) → Bi2O3↓ + H2O
Wytrąca się biały osad, który podczas ogrzewania
żółknie.
NH3 · H2Bi3+ + 3NH3 · H2O → Bi(OH)3↓ + 3NH4+Wytrąca się biały osad, który rozpuszcza się w kwasie
azotowym(V) i solnym.
KIBi3+ + 3I → BiI3
BiI3 + I → [BiI4]
Wytrąca się brunatny osad, który roztwarza się w
nadmiarze odczynnika z utworzeniem kompleksu
nadającego pomarańczowożółtą barwę roztworu.

K4[Fe(CN)6]4Bi3+ + 3[Fe(CN)6]4- → Bi4[Fe(CN)6]3Wytrąca się żółtozielony osad.
Na[Sn(OH)3]2Bi3+ + [Sn(OH)3] +9OH → 2Bi↓ + 3[Sn(OH)6]2-Wytrąca się czarny osad.
DitizonXPod wpływem jonów Bi3+ zielony roztwór ditizonu w
CCl4 tworzy związek kompleksowy o barwie
pomarańczowoczerwonożółtej.

Reakcje charakterystyczne jonu As3+

Jon As3+ istnieje tylko w środowisku o silnie niskim pH. W roztworach o odczynie obojętnym i zasadowym występuje w postaci anionu AsO33-. Aby przeprowadzić formę anionową w kationową roztwór należy zakwasić roztworem kwasu solnego:
AsO33- + 6H+ ⇋ As3+ + 3H2

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2S2As3+ + 3H2S → As2S3↓ + 6H+

3As2S3 + 28NO3 + 4H2O + 4H+
6H2AsO4 + 9SO42- + 28NO↑

As2S3 + 6OH → AsO33- + AsS33- + 3H2O

As2S3 + 3S2- → 2AsS33-

As2S3 + 3CO32- → AsO33- + AsS33- + 3CO2
Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w
stężonym kwasie azotowym(V), wodorotlenku
sodu i potasu, siarczku amonu, amoniaku oraz 
węglanie amonu.
As5a1ppt.gif
I2(aq)AsO33- + I2 + H2O → AsO43- + 2I + 2H+Roztwór jodu ulega odbarwieniu.
AgNO3AsO33- + 3Ag+ → Ag3AsO3Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w kwasie
azotowym(V) i wodnym roztworze amoniaku.

Reakcje charakterystyczne jonu As5+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2S2AsO43- + 5H2S + 6H+ → As2S5↓ + 8H2O

3As2S5 + 4H2O + 40NO3
6AsO43- + 15SO42- + 8H+ + 40NO↑

As2S5 + 6OH → AsS43- + AsO3S3- + 3H2O

As2S5 + 3S2- → 2AsS43-

As2S5 + 3CO32- → AsS43- + AsO3S3- + 3CO2
Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w
stężonym kwasie azotowym(V), wodorotlenku
sodu i potasu, siarczku amonu, amoniaku oraz 
węglanie amonu.
AgNO3AsO43- + 3Ag+ → Ag3AsO4Wytrąca się czekoladowobrunatny osad, który
roztwarza się w wodnym roztworze amoniaku.
KIAsO43- + 2I + 2H+ → AsO33- + I2 + H2ORoztwór przyjmuje brunatną barwę.
(NH4)2MoO4AsO43- + 3NH4+ + 12MoO42- + 24H+
(NH4)3[As(Mo3O10)4]↓ + 12H2O
Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w
wodnym roztworze amoniaku i wodorotlenkach.
Mieszanina magnezowa
MgCl2 + NH4Cl + NH3(aq)
Mg2+ + NH4+ + AsO43- → MgNH4AsO4Wytrąca się biały krystaliczny osad.

Próba Gutzeita

Próba Gutzeita służy do wykrywania obecności jonów arsenu zarówno na +III, jak i +V stopniu utlenienia.

Wykonanie:
Do probówki zawierającej badany roztwór dodać stężonego kwasu solnego i wrzucić kawałek metalicznego cynku. Wylot probówki przykryć bibułą / watą, na której umieszczamy kryształki azotanu(V) srebra. Jeżeli badany roztwór zawiera zawiera jony arsenianowe kryształki zabarwiają się na żółto, a następnie na czarno. Jeżeli w probówce znajdowały się jony antymonu to kryształki od razu zabarwiają się na czarno.
AsO43- + 4Zn + 11H+ → AsH3↑ + 4Zn2+ + 4H2O
6AgNO3 + AsH3 → Ag3S · 3AgNO3↓ + 3HNO3
Ag3S · 3AgNO3↓ + 3H2O → H3AsO3 + 3HNO3 + 6Ag↓

Próba Marsha

Próba Marsha służy do wykrywania bardzo małych ilości arsenu w próbkach.

Wykonanie:
Badaną próbkę wprowadza się do roztworu kwasu siarkowego, a następnie dodaje się metaliczny cynk. Powstający AsH3 uchodzi przez rurkę szklaną. Po ogrzaniu rurki otrzymujemy lustro arsenowe, które w odróżnieniu do lustra antymonowego roztwarza się w roztworze chloranu(I).
AsO43- + 4Zn + 11H+ → AsH3↑ + 4Zn2+ + 4H2O
2AsH3 → 2As↓ + 3H2
2As + 5ClO + 3H2O → 2H3AsO4 + 5Cl


Reakcje charakterystyczne jonu Sb3+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2S2Sb3+ + 3H2S → Sb2S3↓ + 6H+

Sb2S3 + 3S22- → 2SbS43- + S↓

Sb2S3 + 2OH → SbS2 + SbOS + H2

Wytrąca się pomarańczowy osad, który roztwarza się
w stężonym kwasie solnym, wielosiarczku amonu i 
wodorotlenkach sodu i potasu.
NaOHSb3+ + 3OH → Sb(OH)3

Sb(OH)3 + OH → [Sb(OH)4]

Sb(OH)3 + 6Cl + 3H+ → [SbCl6]3- + 3H2O
Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w nadmiarze
odczynnika i kwasie solnym.
KISb3+ + 3I → SbI3

SbI3 + 3I → [SbI6]3-
Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w nadmiarze
odczynnika.
Metale (Sn, Fe, Zn)2Sb3+ + 3Zn → 2Sb↓ + 3Zn2+Wytrąca się czarny osad metalicznego antymon.
I2(aq)Sb3+ + I2 → Sb5+ + 2IRoztwór odbarwia się.
H2O (hydroliza)Sb3+ + Cl + H2O → SbOCl↓ + 2H+Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w kwasie
winowym (H2C4H4O6).

Reakcje charakterystyczne jonu Sb5+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2S2Sb5+ + 5H2S → Sb2S5↓ + 10H+

Sb2S5 + 3S2- → 2SbS43-

Sb2S3 + 6OH → SbS43- + SbO3S3- + 3H2
Wytrąca się pomarańczowy osad, który roztwarza się w
kwasie solnym, wodorotlenku sodu i potasu oraz siarczku
amonu.
KISb5+ + 2I → Sb3+ + I2Roztwór przyjmuje brunatną barwę.
Metale (Sn, Fe, Zn)2Sb5+ + 5Zn → 2Sb↓ + 5Zn2+Wytrąca się czarny osad metalicznego antymonu.
H2O (hydroliza)[SbCl6] + 2H2O → SbO2Cl↓ + 4H+ + 5ClWytrąca się biały osad, który roztwarza się w kwasie
winowym (H2C4H4O6).

Reakcje charakterystyczne jonu Sn2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2SSn2+ + H2S → SnS↓ +2H+

SnS + S22- → SnS32-

3SnS + 6OH + 3H2O2 → SnS32- + 2SnO32- + 6H2
Wytrąca się brunatny osad, który roztwarza się w kwasie
solny, wielosiarczku amonu i wodorotlenku sodu lub
potasu z dodatkiem nadtlenku wodoru.
NaOH lub KOH lub NH3(aq)
Sn2+ + 2OH → Sn(OH)2

Sn(OH)2 + 2OH → [Sn(OH)4]2-

Sn(OH)2 + 2H+ → Sn2+ + 2H2O
Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w kwasach
i wodorotlenkach.
Sn3a.gif
Bi5appt.gif
Na2CO3Sn2+ + CO32- + H2O → Sn(OH)2↓ + CO2Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w kwasach
i wodorotlenkach.
Sn3a.gif
HgCl22Hg2+ + 8Cl + Sn2+ → Hg2Cl2↓ +[SnCl6]2-

Hg2Cl2 + Sn2+ + 4Cl → 2Hg↓ + [SnCl6]2-
Wytrąca się biały osad, który szarzeje i przechodzi w 
czarny osad.
Hg25b.gif
FeCl3Sn2+ + 2Fe3+ + 6Cl → [SnCl6]2- + 2Fe2+
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- → Fe3[Fe(CN)6]↓
Wytrąca się ciemnobłękitny osad błękitu Turnbulla.Zobacz obraz źródłowy
Bi(NO3)32Bi3+ + 3[Sn(OH)3] + 9OH → 2Bi↓ + 3[Sn(OH)6]2-Wytrąca się czarny osad metalicznego bizmutu.Bi5bppt.gif

Próba Meissnera

Próba Meissnera stosowana jest do wykrywania cyny w roztworach wodnych.

Wykonanie:
Analizowaną próbkę umieść w parowniczce i dodaj do niej stężony kwas solny. Probówkę napełnij zimną wodą, a do parowniczki wrzuć kawałek metalicznego cynku. Zamieszaj probówką w parowniczce, a następnie probówkę umieść w górnej części płomienia palnika. Jeżeli badana próbka zawiera cynę to na ścianach probówki pojawia się pełzający niebieski płomień.
Sn2+ + 4H+ + 3Zn → 3Zn2+ + SnH4


Reakcje charakterystyczne jonu Sn4+

Cyna na +IV stopniu utlenienia występuje zazwyczaj w postaci anionów kompleksowych: [SnCl6]2- lub [Sn(OH)6]2-.

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
H2S[SnCl6]2- + 2H2S → SnS2↓ + 4H+ + 6Cl

3SnS2 + 6OH → 2SnS32- + [Sn(OH)6]2-

SnS2 + S2- → SnS32-
Wytrąca się żółty osad, który roztwarza się w kwasie
solnym, wodorotlenkach sodu i potasu, wielosiarczkach
i siarczkach amonu.
Sn5a2.gif
NaOH[SnCl6]2- + 4OH → Sn(OH)4↓ + 6Cl

Sn(OH)4 + 2OH → [Sn(OH)6]2-

Sn(OH)4 + 4H+ + 6Cl → [SnCl6]2- + 4H2
Wytrąca się biały galaretowaty osad, który rozpuszcza się
w wodorotlenkach i kwasach.
Sn3a.gif
Bi5appt.gif
Fe[SnCl6]2- + Fe → Sn2+ + Fe2+ + 6Cl
Metal ulega roztworzeniu, a roztwór przyjmuje
zieloną barwę.
Sn5b1.gif

Rozdział mieszaniny kationów II grupy

1. Wykrycie obecności kationów II grupy za pomocą odczynnika grupowego, czyli AKT. Do roztworu dodajemy kilka kropel kwasu solnego oraz AKT, a następnie probówkę umieszczamy w łaźni wodnej. Wytrącają się osady kationów II grupy: czarne (PbS, HgS, CuS), brunatne (Bi2S3, SnS), żółte (CdS, SnS2, As2S3, As2S5), pomarańczowe (Sb2S3, Sb2S5). Roztwór zawiera kationy grup III-V, więc nie będzie nam potrzebny w tej analizie.

2. Wykonujemy próbę Meissnera, aby sprawdzić obecność cyny. W tym celu w parowniczce umieszczamy badany roztwór, dodajemy kilka kropel stężonego kwasu solnego i wrzucamy kawałek cynku. Probówką z zimną wodą mieszamy w parowniczce, a następnie probówkę umieszczamy nad ogniem. Pełzający niebieski płomień po ściankach probówki świadczy o obecności cyny w badanym roztworze.
Sn2+ + 4H+ + 3Zn → 3Zn2+ + SnH4
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Sn2+

3. Jeśli badany roztwór zawiera cynę dodajemy wodorotlenek potasu i nadtlenek wodoru. Osad siarczku cyny(II) ulega roztworzeniu pod wpływem KOH i H2O2 i ogrzaniu. Osady podgrupy IIB ulegają roztworzeniu.
As2S3 + 6OH → AsO33- + AsS33- + 3H2O
As2S5 + 6OH → AsS43- + AsO3S3- + 3H2O
Sb2S3 + 2OH → SbS2 + SbOS + H2
Sb2S3 + 6OH → SbS43- + SbO3S3- + 3H2
3SnS + 6OH + 3H2O2 → SnS32- + 2SnO32- + 6H2O
3SnS2 + 6OH → 2SnS32- + [Sn(OH)6]2-
Roztwór zawiera kationy podgrupy IIB, a w osadzie pozostały siarczki podgrupy IIA (PbS, CuS, CdS, Bi2S3, HgS). Osad odwirowujemy (probówka A), a roztwór zlewamy do innej probówki (probówka B), którą zajmiemy się później.

Rozdział podgrupy IIA

1. Do probówki z osadami (probówka A) dodajemy kwas azotowy(V) i probówkę umieszczamy w łaźni wodnej. Część osadów ulega roztworzeniu, pozostaje osad siarczku rtęci(II).
3CuS + 2NO3 + 8H+ → 3Cu2+ + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2
3CdS + 2NO3 + 8H+ → 3Cd2+ + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2
3PbS + 2NO3 + 8H+ → 3Pb2+ + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2
Bi2S3 + 2NO3 + 8H+ → 2Bi3+ + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2

2. Osad odwirowujemy, a roztwór zlewamy do innej probówki (probówka A2). Do probówki z osadem dodajemy kwas solny i kwas azotowy(V) i ogrzewamy. Osad ulega roztworzeniu.
3HgS + 12Cl + 2NO3 + 8H+ → 3[HgCl4]2- + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2
Aby potwierdzić obecność jonów Hg2+ możemy do otrzymanego roztworu dodajemy SnCl2. Powstający biały, ciemniejący osad świadczy o obecności jonów rtęci(II) w roztworze.
2Hg2+ + Sn2+ + 8Cl → Hg2Cl2↓ + [SnCl6]2-
Hg2Cl2↓ + Sn2+ + 4Cl → 2Hg↓ + [SnCl6]2-
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Hg2+

3. Do roztworu zawierającego kationy Pb2+, Cu2+, Cd2+ i Bi3+ (probówka A2) dodajemy kilka kropel stężonego kwasu siarkowego(VI) i ogrzewamy do białych dymów (ten krok najlepiej wykonać w parowniczce, a całość koniecznie pod włączonym wyciągiem!). W parowniczce wytrąca się biały osad.
Pb2+ + SO42- → PbSO4
Następnie dodajemy wodę destylowaną i odwirowujemy osad, a roztwór zlewamy do innej probówki (probówka A3). Do osadu dodajemy octanu amonu, a następnie chromian(VI) potasu. Wytrąca się żółty osad PbCrO4.
PbSO4 + 2CH3COO → Pb(CH3COO)2 + SO42-
Pb(CH3COO)2 + CrO42- → PbCrO4 + 2CH3COO
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Pb2+

4. Do probówki zawierającej jony Cu2+, Cd2+ i Bi3+ (probówka A3) dodajemy wodny roztwór amoniaku. Wytrąca się biały osad Bi(OH)3.
Cd2+ + 2NH3 · H2O → Cd(OH)2↓ + 2NH4+
Cd(OH)2 + 4NH3 · H2O → [Cd(NH3)4]2+ + 2OH + 4H2
Cu2+ + 4NH3 · H2O  → [Cu(NH3)4]2+ + 4H2
Bi3+ + 3NH3 · H2O → Bi(OH)3↓ + 3NH4+
Osad odwirowujemy, a roztwór (jeśli ma niebieską barwę świadczy to o obecności jonów Cu2+) zlewamy do innej probówki (probówka A4).
Do osadu dodajemy [Sn(OH)4]2-, który otrzymamy w wyniku reakcji SnCl2 + NaOH. Wytrąca się czarny osad metalicznego bizmutu.
2Bi(OH)3 +3[Sn(OH)4]2- → 3[Sn(OH)6]2- + 2Bi↓
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Bi3+

5. Do probówki zawierającej jonu Cu2+ i Cd2+ (probówka A4) dodajemy roztwór cyjanku potasu (roztwór pobierany od prowadzącego zajęcia, ze względu na toksyczność) do odbarwienia roztworu – tworzą się kompleksy: trwały [Cu(CN)4]3- i mniej trwały [Cd(CN)4]2-:
2[Cu(NH3)4]2+ + 10CN → 2[Cu(CN)4]3- +8NH3 + (CN)2
[Cd(NH3)4]2+ + 4CN → [Cd(CN)4]2- + 4NH3
Do probówki następnie dodajemy kilka kropli AKT i ogrzewamy probówkę w łaźni wodnej. Wytrąca się żółty osad CdS.
[Cd(CN)4]2- + H2S → CdS↓ + 2HCN + 2CN-
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Cu2+ i Cd2+

Rozdział podgrupy IIB

1. Do probówki zawierającej jony cyny, arsenu i antymonu (probówka B) dodajemy kwas solny, AKT i ogrzewamy. Wytrącają się siarczki podgrupy IIB. Ponownie dodajemy kwas solny i ogrzewamy. Część osadu ulega roztworzeniu. Osad odwirowujemy (probówka B1), a roztwór zlewamy do innej probówki (probówka B2).
Sb2S5 + 12HCl → 2H3[SbCl6] + 3H2S + 2S↓
Sb2S3 + 12HCl → 2H3[SbCl6] + 3H2S
SnS2 + 4H+ + 6Cl → [SnCl6]2- + 2H2S

2. Jeśli osad w probówce B2 ma żółtą barwę – świadczy to o obecności jonów As3+. Dodajemy stężony kwas azotowy(V) i ogrzewamy.
3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4+ 9H2SO4 + 28NO↑
Następnie dodajemy mieszaninę magnezową. Wytrąca się biały osad.
Mg2+ + NH4+ + AsO43- → MgNH4AsO4
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW ARSENU

3. Zawartość probówki zawierającej jony [SbCl6]3- i [SnCl6]2- (probówka B2) ogrzewamy i dzielimy na dwie części (probówka B3 i B4).

4. Do jednej probówki (probówka B3) dodajemy opiłki żelaza, a następnie odwirowujemy czarny osad zawierający metaliczny antymon, a do roztworu dodajemy HgCl2. Wytrąca się biały, jedwabisty, szarzejący osad.
2Sb3+ + 3Fe → 2Sb↓ + 3Fe2+
[SnCl6]2- + Fe → Sn2+ + Fe2+ + 6Cl
Sn2+ + 2Hg2+ +2Cl → Sn4+ + Hg2Cl2
Hg2Cl2 + Sn2+ → 2Hg↓ + Sn4+ + 2Cl
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW CYNY I ANTYMONU

5. Do drugiej probówki (probówka B4) dodajemy H2C2O4, kilka kropli AKT i ogrzewamy. Wytrąca się pomarańczowy osad.
2Sb3+ + 3H2S → Sb2S3↓ + 6H+
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW ANTYMONU


Sprawdź się!

Zadanie 1.

W dwóch probówkach znajdują się bezbarwne roztwory jednego z kationów II grupy analitycznej. Po dodaniu do pierwszej probówki wodorotlenku sodu wytrącił się biały osad, nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika. Do drugiej probówki dodano wodny roztwór amoniaku, w wyniku czego wytrącił się biały osad, który roztworzył się w nadmiarze odczynnika. W reakcji z siarczkami kation ten tworzy osad o żółtej barwie.

Podaj wzór kationu znajdującego się w tym roztworze.

Zadanie 2.

W trzech probówkach oznaczonych cyframi I, II i III znajdują się wodne roztwory zawierające jony Pb2+, As3+ i Sb3+.

Podaj wzór jednego odczynnika, który pozwoli na zidentyfikowanie kationu w każdej probówce. Napisz równania zachodzących reakcji i kolory powstających osadów.

Zadanie 3.

W kolbie znajduje się roztwór zawierający 4 kationy: Ag+, Bi3+, Cu2+, Sn2+.

Podaj w krokach (z równaniami reakcji i kolorami osadów) postępowanie prowadzące do zidentyfikowania wszystkich czterech kationów.


Bibliografia

● Z. Hubicki, Z. Rzączyńska, Ćwiczenia laboratoryjne z nieorganicznej chemii jakościowej, Lublin 2010
● T. Lipiec, Z. S. Szmal, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Warszawa 1980
● J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2012
● B. Chmielewska – Bojarska, Chemia analityczna. Analiza jakościowa kationów i anionów, Łódź 2009
● R. Kocjan, Chemia analityczna, Warszawa 2014
● https://www.public.asu.edu
● https://chem.libretexts.org
● https://maestrovirtuale.com
● http://igcsetuition.blogspot.com
● https://fineartamerica.com
● https://www.artefactoryimages.com
● https://fphoto.photoshelter.com/
● http://www.e-chemia.nazwa.pl/
● https://internat.msu.ru/
● https://mlodytechnik.pl/
● http://www.sciencemadness.org

Autor posta

Jakub Misiurek
Student analityki chemicznej na Uniwersytecie Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie. Od lat zakochany w chemii. Przekazywanie wiedzy innym jest jego przeznaczeniem, a muzyka pozwala mu na odpoczynek i wyciszenie. Dlaczego warto wybrać zajęcia z Kubą? Zaraża pozytywną energią i chemicznym zapałem. Dla niego nie ma rzeczy, których nie da się nauczyć.
Zapisz się do newslettera

Otrzymuj powiadomienia o artykułach naukowców.



    Wysyłając formularz oświadczasz, że zapoznałeś się z naszą polityką prywatności i ją akceptujesz.
    Zapisz się do newslettera