× Strona Główna Podział jonów Próba płomieniowa Związki organiczne Indeks jonów

kationy grupa iii

Co2+ Ni2+ Zn2+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Cr3+ Ce4+

III grupa analityczna metali (grupa siarczku amonu) obejmuje kationy strącane przez jony siarczkowe z roztworu słabo kwaśnego (pH > 1), obojętnego lub słabo alkalicznego (pH 9) w postaci siarczków lub wodorotlenków. Tę stosunkowo liczną grupę metali można podzielić na 2 podgrupy. Do podrupy III A należą kationy strącane w postaci siarczków. Są to pierwiastki  Co   Ni   Zn   Mn   Fe

Podgrupę III B stanowią kationy strącane w postaci wodorotlenków:  Al   Cr   Ce

Przepis

Jako odczynnik stosuje się roztwór tioacetamidu lub siarczku amonu (NH4)S; badany roztwór, doprowadzony uprzednio amoniakiem do pH około 9, można też nasycać H2S .

Dodatkowe informacje


Kobalt

W roztworach wodnych trwałe są związki kobaltu(II); uwodniony jon ma różowe zabarwienie, a w stanie bezwodnym niebieskie.

Jony Co3+ są nietrwałe w wodzie, często jednak występują w kompleksach.

Osad wodorotlenku kobaltu(II) brunatnieje na powietrzu w wyniku utleniania (do kobaltuIII). Przemiana zachodzi natychmiast po dodaniu nadtlenku wodoru lub wody bromowej. Wodorotlenek kobaltu(II) praktycznie nie rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika, ale tworzy z amoniakiem rozpuszczalny kompleks.

Kobalt tworzy kompleksy cyjankowe, chlorkowe, rodankowe, amoniakalne i z EDTA. Na ogół kompleksy kobaltu(III) są trwalsze od kompleksów kobaltu(II)

Co2+ + S2– → CoS    czarny osad


Co2+ + 2OH → Co(OH)2

Najpierw powstaje niebieski osad soli zasadowej, który nastepnie przechodzi w różowy wodorotlenek.

Co(OH)Cl + 6NH3 → Co(NH3)62+ + Cl + OH

W obecności jonów chlorkowych hydroksosól rozpuszcza się w amoniaku tworząc bezbarwny kompleks, ciemniejący na powietrzu - powstaje kompleks kobaltu(III)

Co2+ + 4SCN → Co(SCN)42–

Intensywnie różowy kompleks rodankowy; dodanie acetonu lub etanolu znacznie zwiększa czułość i zmienia barwę kompleksu na niebieski - zjawisko solwatochromizmu


2Co(OH)2 + H2O2 → 2Co(OH)3

Po dodaniu nadtlenku wodoru powstaje nierozpuszczalny brunatny osad wodorotlenku kobaltu(III)

Co2+ + 7NO2 + 2H+ → [Co(NO2)6]3– + NO + H2O

Po dodaniu azotynów NO2 i kwasu octowego powstaje pomarańczowy kompleks - heksaazotynokobaltan(III). Jest on wykorzystywany przy wykrywaniu jonów K+

Co2+ + 2dmgH2 + 2OH → Co(dmgH)2 + 2H2O

Dimetyloglioksym (odczynnik Czugajewa) dodany do roztworu Co(II) tworzy brunatny kompleks


Nikiel

W roztworach istnieją tylko zielonkawe jony Ni2+. Niekiel na wyższych stopniach utlenienia (III i IV) wystepuje tylko w tlenkach Ni2O3, NiO2 oraz niektórych kompleksach.

Uwodnione sole niku są zielone, np. chlorek NiCl2· 6H2O, siarczan NiSO4· H2O; w stanie bezwodnym są żółte.

Pod wpływem utleniaczy (podchlorynów, podbrominów) wodorotlenek niklu(II) przechodzi w czarnobrunatny wodorotlenek niklu(III) Ni(OH)3. Jony niklu strącane są również przez żelazocyjanki, tworząc zielonkawy osad, charakterystyczny dla niklu.

Nikiel(II) tworzy kompleksy amoniakalne, cyjankowe, szczawianowe, winianowe i z EDTA.

Ni2+ + S2– → NiS    czarny osad

Ni2+ + 2dmgH2 + 2OH → Ni(dmgH)2 + 2H2O

Dimetyloglioksym (odczynnik Czugajewa) dodany do roztworu Ni(II) tworzy, po zalkalizowaniu amoniakiem, charakterystyczny różowy kłaczkowaty osad


Ni2+ + 2OH → Ni(OH)2

Zielonkawy osad; nie rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika

Ni(OH)2 + 6NH3 → Ni(NH3)62+ + 2OH

Wodorotlenek rozpuszcza się w amoniaku, tworząc fiołkowy kompleks

3Ni2+ + 2PO43– → Ni3(PO4)2

Żółtozielony osad, rozpuszcza się w kwasie octowym



Cynk

Cynk wystepuje w związkach wyłącznie na II stopniu utlenienia. Jony Zn2+bezbarwne. Cynk jest metalem amofoterycznym, rozpuszcza się w roztworach wodorotlenków metali alkalicznych oraz w kwasach.

Cynk tworzy kompleksy amoniakalne, cyjankowe, rodankowe, chlorkowe, szczawianowe i z EDTA. Żelazocyjanki Fe(CN)64– strącają w środowisku kwasu octowego biały osad żelazocyjanku cynku i potasu K2Zn3[Fe(CN)6]2 .

Zn2+ + S2– → ZnS    biały osad

Zn2+ + 2OH → Zn(OH)2

Biały żelatynowaty osad; wodorotlenek amfoteryczny

Zn(OH)2 + 2OH → Zn(OH)42–

Zn(OH)2 + 4NH3 → Zn(NH3)42+

Wodorotlenek rozpuszcza się w nadmiarze alkaliów lub w amoniaku, tworząc bezbarwne kompleksy


Mangan

W kwaśnym roztworach wodnych trwałe są jony Mn2+ o bladoróżowej (cielistej) barwie. W roztworach alkalicznych tlen z powietrza łatwo utlenia mangan(II) do Mn(III) lub Mn(IV). Wodorotlenek manganu(II) strąca się dopiero przy pH 8,5. Mangan(II) tworzy niezbyt trwałe kompleksy z amoniakiem, cytrynianami, szczawianami, cyjankami i z EDTA.

Związki manganu(III) są trwałe przede wszystkim w kompleksach (np. cyjankowych, fluorkowych). Mangan(IV) występuje w tlenku MnO2. Związki manganu(II) stapiane z topnikami alkalicznymi (np. z sodą) przechodzą w zielone jony manganianowe MnO42–. Po rozpuszczeniu stopu i zakawszeniu manganiany przechodzą (w reakcji dysproporcjnowania) w MnO2 i fioletowe jony nadmanganianowe MnO4.

Mn2+ + S2– → MnS    cielisty osad


Mn2+ + 2OH → Mn(OH)2

Cielisty wodorotlenek; nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika. Ciemnieje na powietrzu

Mn(OH)2 bieleje pod wpływem amoniaku

Mn(OH)2 + H2O2 → MnO2 + 2H2O

Po dodaniu nadtlenku wodoru, mangan(II) utlenia się do manganu(IV) i powstaje brunatny tlenek


żelazo

W roztworach trwałe są jony żelaza(III), natomiast jony żelaza(II) na powietrzu powoli się utlenia. Wodorotlenki żelaza mają charakter wyłącznie zasadowy, nie rozpuszczają się w alkaliach. Jony Fe2+ są bladozielone, jony Fe3+ - bezbarwne lub jasnobrunatne, ale w roztworach kwasów kompleksującyh (H2SO4, HCl) są żółte lub pomarańczowe.

Żelazo(II) tworzy kompleksy z cyjankami, ze szczawianami, z amoniakiem i z EDTA. Żelazo(III) do tego tworzy kompleksy chlorkowe, fluorkowe, rodankowe, siarczanowe, fosforanowe, salicylowe i z kwasami hydroskykarboksylowymi. Nie tworzy natomiast z amoniakiem.

Żelazo(III) można redukować do żelaza(II) w środowisku kwasowym za pomocą siarkwodoru, chlorku cyny(II), siarczynów i tiosiarczanu. Żelazo(II) utlenia się w środ. kwasowym za pomocą MnO4 i Cr2O72–

Fe3+ + 3OH → Fe(OH)3

Kłaczkowaty brunatny osad; nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika ani w amoniaku

Fe(OH)3 + 3H+ → Fe3+ + 3H2O

Osad wodorotlenku rozpuszczalny w kwasach, zależnie od kwasu jony są bezbarwne, jasnobrunatne, żółte lub pomarańczowe.


4Fe3+ + 3Fe(CN)64– → Fe4[Fe(CN)6]3

Ciemnoniebieski bezpostaciowy osad; tzw. błekit pruski

Fe3+ + 2SCN → Fe(SCN)2+

Krwistoczerwony kompleks; dodanie acetonu zwiększa intensywność zabarwienia

Fe(SCN)2+ + 6F → FeF63– + 2SCN

Kompleks fluorkowy jest trwalszy niż kompleks rodankowy; po dodaniu F zabarwienie znika

Fe3+ + 2CH3COO → [(CH3COO)2Fe]+

Powstaje pomarańczowoczerwony kompleks octanowy, w odróżnieniu od kompleksu rodankowego nie ekstrahuje się eterem dietylowym ani alkoholem pentylowym


Fe3+ + 2S2O32– → Fe(S2O3)2

Powstaje fioletowy kompleks, który blednie w wyniku reakcji:

Fe(S2O3)2 + Fe3+ → S4O62– + 2Fe2+

Fe2+ + OH → Fe(OH)2

Bez dostępu powietrza strąca się biały galaretowaty wodorotlenek. Pod wpływem tlenu z powietrza zielenieje, przechodząc w brunatny Fe(OH)3

Fe2+ + 2dmgH2 + 2OH → Fe(dmgH)2 + 2H2O

Dimetyloglioksym (odczynnik Czugajewa) dodany do roztworu Fe(II), po zalkalizowaniu amoniakiem, tworzy czerwony kompleks



Glin

Wodorotlenek glinu ma właściwości amfoteryczne; rozpuszcza się zarówno w kwasach jak i w alkaliach.

Glin tworzy kompleksy z fluorkami, szczawianami, winianami i z EDTA. Octanowe kompleksy glinu są słabe.

Al3+ + 3OH → Al(OH)3

Biały galaretowaty osad; rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika i w kwasach. Nie rozpuszcza się w amoniaku (odróżnienie od Zn)

Aluminon tworzy czerwoną lakę z jonami glinu


Chrom

Niebieskie jony chromu(II) na powietrzu natychmiast utleniają się do szarozielonych jonów Cr3+. Chrom(III) tworzy kompleksy z fluorkami, szczawianami , winianami i z EDTA. Wodorotlenek chromu(III) ma charakter amfoteryczny.

W analizie chemicznej spotyka się głównie chrom(III) i chrom(VI) w postaci żółtych jonów dwuchromianowych CrO42– (w środ. alkalicznym) i pomarańczowych jonów dwuchromianowych Cr2O72– (w środ. kwasowym).

Chrom(III) utlenia się do Cr(VI) w środ. kwasowym za pomocą nadmanganianu, nadsiarczanu, gorącego stęż. kwasu nadchlorowego; w środ. alkalicznym chrominy pod wpływem nadtlenku wodoru lub bromu. Cr(VI) ulega redukcji do Cr3+ w środ. kwasowym po wpływem siarkowodoru, dwutlenku siarki, żelaza(II), chlorku cyny(II) i gorącego etanolu.


Cr3+ + 3OH → Cr(OH)3

Szarozielony osad; rozpuszczalny w kwasach i w nadmiarze odczynnika

Cr(OH)3 + OH → Cr(OH)4

Wodorotlenek rozpuszcza się w alkaliach, tworząc szarozielony kompleks

Cr(OH)4 + H2O2 + 2OH → 2CrO42– + 8H2O

Nadtlenek wodoru utlenia chrominy do chromianów o żółtym zabarwieniu


Cer

Cer jest najpospolitszym pierwiastkiem ziem rzadkich. W związkach występuje na III i IV stopniu utlenienia. Właściwośći soli ceru(III) są wspólne dla wszystkich metali ziem rzadkich, natomiast cer(IV) swoimi właściwościami chemicznymi przypomina tor, cyrkon i uran(IV).

Biały wodorotlenek Ce(OH)3 strąca się przy pH ok. 7,5; żółty wodorotlenek Ce(OH)4 - już przy pH ok. 1. Obydwa wodorotlenki nie wykazują właściwości amfoterycznych.

Żółte jony Ce4+ są silnym utleniaczem w środowisku kwasowym. Cer(IV) utlenia m.in. chlorki, szczawiany, żelazocyjanki. Skłonność ceru(IV) do tworzenia kompleksów jest większa niż w przypadku ceru(III). Jego kompleksy są na ogół trwalsze i barwne.

Ce4+ + 4F → CeF4

Strąca się biały osad fluorku, nierozpuszczalny w rozcieńczonych mocnych kwasach nieorganicznych.

Ce4+ + nC4H4O62– → Ce(C4H4O6)n4-2n

Jony ceru tworzą z winianami intensywnie zabarwiony żółty kompleks (barwa jest intensywniejsza niż samych jonów ceru(IV))


« Poprzednia Następna »