Аналитические реакции катионов пятой аналитической группы по кислотно-основной классификации.

Катионы: Mg²⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, Bi³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Mg²⁺. Групповой реагент: раствор гидроксида натрия или раствор аммиака 25 %.

Mg²⁺

1) Реакция с гидрофосфатом натрия – в присутствии катионов аммония и аммиака (аммиачный буфер) образуется белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфата NH₄MgPO₄

Mg²⁺ + HPO₄^2- + NH₃ = NH₄MgPO₄

Если реакцию проводить в отсутствии катионов аммония и аммиака выпадет белый аморфный осадок гидрофосфата магния MgHPO₄.

Осадок магнийаммоний фосфата растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте.

Мешают катионы: Sr²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Li⁺ и другие, дающие малорастворимые фосфаты.

Реакцию можно проводить как микрокристаллоскопическую.

Bi³⁺

1) Реакция с сульфид-ионами – в кислой среде образуется черно-коричневый осадок сульфида висмута (III):

2[BiCl₆]^3- + 3S^2- = Bi₂S₃ + 12Cl^-

Осадок не растворяется в разбавленных минеральных кислотах, за исключением разбавленной азотной кислоты, в которой он растворяется с выделением свободной серы:

Bi₂S₃ + 8HNO₃ = 2Bi(NO₃)₃ + 2NO + 2S + 4H₂O

также он растворяется в присутствии хлорида железа (III) FeCl₃:

Bi₂S₃ + 6FeCl₃ = 2BiCl₃ + 6FeCl₂ + 3S.

2) Реакция с йодидами: при прибавлении растворов йодидов к кислым растворам висмута (III) выпадает черный осадок йодида висмута, растворимый в избытке реагента с образованием желто-оранжевого раствора, содержащего тетрайодовисмутат(III) – ионы [BiI₄]^-

[BiCl₆]^3- + 3I^- = BiI₃ + 6Cl^-

BiI₃ + I- = [BiI₄]^-

Разбавление полученного раствора водой приводит к выпадению осадка BiI₃ с последующим его гидролизом и образованием желто-оранжевого оксойодида висмута BiOI (йодида висмутила). Суммарно реакцию гидролиза можно описать схемой:

[BiI₄]^- + H₂O = BiOI + 3I^- + 2H⁺

Fe²⁺

1) Реакция с гексацианоферратом (III) калия – феррицианидом калия: катионы Fe²⁺ в кислой среде образуют с феррицианидом калия темно-синий осадок «турнбулевой сини»

4Fe²⁺ + 4[Fe^III(CN)₆]^3- = Fe₄^III[Fe^II(CN)₆]₃+ [Fe^II(CN)₆]^4-

Осадок «турнбулевой сини» не растворяется в кислотах, но разлагается в щелочной среде.

2) Реакция с сульфид-ионами – в нейтральной или аммиачной среде образуется черный осадок сульфида железа:

Fe²⁺ + S^2- = FeS

Осадок растворяется в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте.

Fe³⁺

1) Реакция с гексацианоферратом (II) калия – ферроцианидом калия: катионы Fe³⁺ в кислой среде образуют с ферроцианидом калия темно-синий осадок «берлинской лазури» (по составу структуре и свойствам он идентичен осадку «турнбулевой сини»):

Схема реакции: 4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4- = Fe₄[Fe(CN)₆]₃

Осадок не растворяется в кислотах, но разлагается в щелочной среде.

2) Реакция с тиоцианат – ионами: катионы Fe³⁺ реагируют с тиоционат-ионами NCS- (лучше – в кислой среде при рН ≈ 3) с образованием тиоционатных комплексов железа (III) красного цвета.

Схема реакции: [Fe(H₂O)₆]³⁺ + nNCS^- = [Fe(NCS)_n(H₂O)_6-n]^3-n + nH₂O

Мешают многие вещества: окислители, восстановители, ртуть (II), фториды, йодиды, фосфаты и другие соединения. Катионы железа (II) не мешают.

3) Реакция с сульфосалициловой кислотой с образованием окрашенных комплексов. В зависимости от рН среды и соотношения реагирующих компонентов состав и окраска образующихся комплексов могут быть различными:

при рН ≈ 2-2, 5 доминируют комплексы красного цвета;

при рН ≈ 4-8 - бурого

при рН ≈ 9-11, 5 – желтого – он более устойчив из всех.

4) Реакция с сульфид-ионами – в нейтральной или слабоаммиачной среде образуется черный осадок сульфида железа:

2Fe³⁺ + S^2- = Fe₂S₃

Осадок растворяется в минеральных кислотах.