Analitičke grupa katjona

Analitičke grupe katjona

Travnik, 2013.

Grupa Grupni reagens

Katjon

I Razblažena HCl Ag(I),Hg(I), Pb(II)

II H2S IIa: Hg(II), Pb(II), Bi(III), Cu(II), Cd(II)IIb: As(III, V), Sb(III, V), Sn(II, IV)

III NH3+NH4Cl+H2O Al(III), Fe(III), Cr(III)

IV (NH4)2S+NH3 Ni(II), Co(II), Mn(II), Zn(II)

V (NH4)2CO3 Ca(II), Sr(II), Ba(II)

VI nema Na(I), K(I), NH4+,

Mg(II)

Grupa

Grupni reagens

Anjoni

I Ca(NO3)2 C2O42-, F-, C4H4O62-,BO2- , SO32- AsO33- , AsO43- , PO43- , CO32-

II Ba(NO3)2 SO42- , CrO42- , IO3- , SO32- , BrO3-

III Zn(NO3)2 S2- ,CN- , [Fe(CN)6]4- , [Fe(CN)6]3-

IV AgNO3 SCN- , S2O32- , Cl- , Br- , I-

V nema NO3- , NO2- , ClO3- , ClO4- ,

CH3COO- , MnO4-

Ova grupa naziva se još i ,,hlorovodonična grupa'',

pošto je zajednički reagens, tj. reagens koji taloži

cijelu grupu katjona upravo HCl, odnosno Cl- u kiseloj

sredini.

Čine je Ag+, Hg22+ i Pb2+. Razblažena

hlorovodonična kiselina taloži iz rastvora katjone I

grupe u vidu AgCl, Hg2Cl2, PbCl2.

Sulfidi katjona ove grupe nisu rastvorljivi ni u

razblaženim jakim mineralnim kiselinama, ni u vodi.

Hloridi ovih katjona nisu rastvorljivi u vodi.

Reakcije na Ag+ jon

1. Razblažena hloridna kiselina i alkalni hloridi talože

bijeli sirasti talog srebro hlorida:

Ag+ + Cl- ↔ AgCl↓

Koji se ne rastvara u HNO3, ali se rastvara u amonijaku,

kalijum cijanidu i natrijum tiosulfatu, jer nastaju

odgovarajući kompleksni joni:

AgCl + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl-

AgCl + 2CN- ↔ [Ag(CN)2]- + Cl-

AgCl + 2S2O32- ↔ [Ag(S2O3)2]3- + Cl-

2. Alkalni bromidi talože svjetložuti talog srebro-

bromida, koji se teško rastvara u NH3, a lako se

rastvara u KCN i Na2S2O3.

Ag+ + Br- ↔ AgBr↓

3. Alkalni jodidi talože žuti talog srebro jodida,

nerastvornog u amonijaku a rastvornog u KCN i

Na2S2O3.

Ag+ + J- ↔ AgJ↓

4. Hidrogen sulfid iz kiselih rastvora, amonij sulfid i

alkalini sulfidi iz alkalnih rastvora talože crni talog

srebro sulfida:

2Ag+ + S2- → Ag2S↓

Ovaj talog se rastvara u u vreloj nitratnoj kiselini, a ne

rastvara se u NH3, KCN i Na2S2O3.

5. Ako se rastvoru srebrene soli dodaju alkalni

hidroksidi (natrijum hidroksid, kalijum hidroksid) taložit

će se smeđi talog srebro oksida. Pri ovoj reakciji najprije

nastaje srebro hidroksid koji zatim gubi molekulu vode i

prelazi u srebro oksid.

Ag+ + OH- ↔ AgOH (s)

2AgOH (s) ↔Ag2O↓ + H2O

Koji se rastvara u HNO3 i NH3

6. K2Cr2O7 taloži crveno smeđi talog Ag2CrO4:

4Ag+ + Cr2O72- + H2O → 2Ag2CrO4 ↓ + 2H+

7. Kalij cijanid taloži najprije bijeli talog srebro cijanida,

koji se rastvara u višku KCN, jer nastaje kompleksni

jon:

Ag+ + CN- ↔ AgCN↓

AgCN + CN- ↔ Ag(CN)2-↓

Iz ovog rastvora dodatkom AgNO3 ponovo se taloži

bijeli talog.

Reakcije na Pb2+ jon

1. Razblažena hloridna kiselina iz ne suviše razblaženih

rastvora olovnih soli taloži bijeli pahuljasti talog olovo

hlorida.

Pb+2 + 2Cl- ↔ PbCl2↓

2. Kalij jodid taloži iz rastvora olovnih soli žuti talog

olovo jodida koji se rastvara u višku KJ jer nastaje

kompleksni jon.

Pb+2 + 2J- ↔ PbJ2↓

3. H2S taloži crn PbS:

Pb2+ + S2- → PbS↓

PbS se ne rastvara u hladnoj razblaženoj HNO3, ali se

rastvara u njoj pri zagrijavanju.

4.Razblažena H2SO4 i rastvorljivi sulfati talože bijeli

PbSO4 ↓:

Pb2+ + SO42- → PbSO4 ↓

PbSO4 se teško rastvara u vodi. Lako se rastvara u

koncentrovanoj H2SO4. Pri razblaživanju vodom, iz

takvog rastvora ponovo se taloži bijeli PbSO4, jer je

teško rastvorljiv u razblaženoj kiselini.

Ovo je specifična reakcija na katjon olova.

5. Alkalni hromati i dihromati (K2CrO4, K2Cr2O7) talože žuti PbCrO4↓:

Pb2+ + CrO42- → PbCrO4 ↓

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O →2PbCrO4 ↓ + 2H+

PbCrO4 se rastvara u HNO3 i u jakim bazama, a ne rastvara u CH3COOH.

Ovo je specifična reakcija na katjon olova.

6. Jake baze (NaOH i KOH), kao i NH4OH, talože bijeli

Pb(OH)2:

Pb2+ + 2OH- → Pb(OH)2↓

Pb(OH)2 se ne rastvara u višku NH4OH, ali se lako

rastvara u višku jakih baza.

7. Kalij cijanid taloži bijeli talog olovo cijanida, koji se

ne rastvara u višku reagensa.

Pb2+ + 2CN- → Pb(CN)2↓

Reakcije na Hg2 2+ ion

1. Često u reakcijama živa (I) jon prelazi istovremeno u

živa (II) jon i elementarnu živu.

Hg2 2+ ↔ Hg2+ + Hg

Dolazi dakle do istovremene oksidacije i redukcije živa

(I) iona. Ovu pojavu nazivamo disproporcioniranje.

1. Hloridna kiselina i alkalni hloridi talože iz živa (I)

rastvora bijeli talog živa (I) hlorid koji se rastvara u

vreloj zlatotoplci.

Hg2 2+ + 2Cl - ↔ Hg2Cl2↓

2. Hidrogen sulfid i amonij sulfid iz rastvora živa (I) soli

talože crni talog koji je smjesa živa (II) sulfida i

elementarne žive

Hg2 2+ + S 2- ↔ HgS↓ + Hg

3. Kalij jodid iz rastvora živa (I) nitrata taloži zeleni talog

živa (I) jodida

Hg2 2+ + 2J - ↔ Hg2J2↓

Nastali talog se rastvara u višku KJ.

4. Kalij hromat i kalij dihromat talože iz vrelih rastvora

živa (I) nitrata crveni kristalni talog živa (I) hromata.

Hg2 2+ + CrO4 2- ↔ Hg2 CrO4 ↓

Kod taloženja sa dihromatom imamo hidrolizu dihromata

u hromat, pa reakcija izgleda kao predhodna.

5. Alkalni hidroksidi talože crni talog živa (I) oksida koji

kuhanjem posivi jer dolazi do disprroporcioniranja žive.

Hg2 2+ + 2OH- ↔ HgO↓ + H2O

6. Kalij cijanid zbog disproporcioniranja gradi rastvorni

živa (II) cijanid

Hg2 2+ + 2CN- ↔ Hg(CN)2↓ + Hg

7. Kalaj (II) hlorid redukuje živa (I) jone do elementarne

žive koja se pojavljuje u obliku sivocrnog taloga

Hg2 2+ + Sn2+ ↔ 2Hg + Sn4+

Katjoni koji pripadaju II analitičkoj grupi su: Hg2+, Pb2+,

Bi3+, Cu+, Cu2+, Cd2+,As3+(As5+), Sn2+(Sn4+), Sb3+(Sb5+).

Grupni reagens za II grupu katjona je H2S koji

taloži sulfide ove grupe u kiseloj sredini.

Talože se sa vodonik-sulfidom u

obliku sulfida iz rastvora koji sadrži i hlorovodoničnu

kiselinu.

U odnosu na rastvorljivost dobijenih sulfida, dijele se

na:

sulfobaze: Hg2+, Pb2+, Cu+, Cu2+, Cd2+, Bi3+

sulfokiseline: As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+

Sulfidi sulfobaza su praktično nerastvorni u alkalijama

i alkalnim sulfidima, za razliku od sulfokiselina, a

nerastvorni su i u amonijum-polisulfidu, što se i koristi za

njihovo odvajanje od sulfida sulfokiselina.

Većina jedinjenja ove grupe katjona,je različito obojena

i slabo rastvorna u vodi. U odnosu prema redukcionim

sredstvima svi su nepostojani, izuzev kadmijuma.

Katjoni sulfokiselina imaju promjenljiv

stepen oksidacije i u jedinjenjima sa većim stepenom

oksidacije pokazuju izrazita nemetalna svojstva

(posebno arsen).

Po tome su sulfidi sulfokiselina sličniji anhidridima pa

se nazivaju i tioanhidridi. Sa alkalnim sulfidima

ihidroksidima grade soli tiokiselina (tiosoli).

Reakcije za dokazivanje Hg2+ iona

1. Hidrogen sulfid (gas ili njegov vodeni rastvor) taloži iz

kiselih rastvora živa (II) soli prvo bijeli talog živa (II)

hlorosulfida koji daljnjim dodatkom hidrogen sulfida

prelazi u crni talog.

3HgCl2 + 2H2S ↔ Hg3S2Cl2 + 4Cl- + 4H +

Hg3S2Cl2 + H2S ↔ 3HgS + 2Cl- + 2H+

Živa (II) sulfid se rastvara u zlatotopci.

2. Alkalni hidroksidi iz rastvora živa (II) soli talože žuti

talog živa (II) oksida.

Hg2+ + 2OH- ↔ Hg(OH)2 ↔ HgO + H2O

3. Kalij jodid taloži crveni talog živa (II) jod.

Hg2+ + 2I- → HgI2

4. Kalaj (II) hlorid redukuje živa (II) jon u živa (I) jon koji

se taloži kao bijeli talog živa (I) hlorida. Stajanjem posivi.

2Hg2+ + 2Cl- + Sn2+ → Hg2Cl2 + Sn4+

Hg2Cl2 + Sn2+ → 2Hg + 2Cl- + Sn4+

5. Manje plemeniti metali kao što su Al, Zn, Fe, Cu i dr.

Redukuju živa (II) jon do elementarne žive.

Hg2+ + 2Cu → 2Cu+ + Hg

6. Rastvori živa (II) nitrata i živa (II) sulfata lako

hidroliziraju dodatkom veće količine vode, pri čemu se

taloži bazična so koja se rastvara dodatkom kiseline.

Hg2+ + 2NO3- + H2O↔Hg(OH)NO3 + H +

7. Sva jedinjenja žive bez obzira na oksidaciono stanje

redukuju se do elementarne žive zagrijavanjem sa

viškom anhidrovanog natrij karbonata.

Reakcije na Cu+ ion

1.Alkalni hidroksidi talože žuti talog bakar (I) hidroksida

koji kuhanjem prelazi u crveni talog bakar (I) oksida.

2Cu+ + 2OH - ↔ 2Cu(OH)↓

2. Hidrogen sulfid taloži crni talog bakar (I) sulfida koji se

rastvara u razblaženoj nitratnoj kiselini.

2Cu+ + H2S→ Cu2S↓ + 2H+

3. Kalij cijanid taloži bijeli talog bakar (I) cijanida koji se

rastvara u višku reagensa.

Cu+ + CN-→ CuCN

Reakcije na Cu 2+

1. Hidrogen sulfid taloži iz kiselih rastvora bakar (II) soli

crni talog bakar (II) sulfida.

Cu2+ + H2S→ CuS↓ + H+

2. Alkalni hidroksidi talože talože modri talog bakar (II)

hidroksida.

Cu2+ + 2OH - ↔ Cu(OH)2↓

3. Amonijak taloži zeleni talog.

2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + 2H2O → Cu2SO4(OH)2↓+ 2NH4

+

Cu2SO4(OH)2 + 6NH3 + 2NH4+ → 2[Cu(NH3)4]2++ 2H2O

4. Kalij cijanid iz rastvora bakar (II) soli taloži najprije

žuti talog bakar (II) cijanida, koji potom prelazi u bijeli

talog bakar (I) cijanida.

Cu2+ + 2CN-↔ Cu(CN)2↓↔CuCN↓ + ½(CN)2

5. Kalij ili amonij tiocijanat taloži prvo crni talog bakar

(II) tiocijanata, koji postepeno prelazi u bijeli talog bakar

(I) tiocijanata.

Cu2+ + 2SCN-↔ Cu(SCN)2↓↔CuSCN↓ + ½(SCN)2

6. Kalij jodid taloži bijeli talog bakar (I) jodida ali rastvor

odmah posmeđi od izlučenog elementarnog joda.

Cu2+ + 5J-↔ CuJ↓

7. Kalij heksacijanoferat (II) taloži crveno smeđi talog

bakar heksacijanoferat (II) .

2Cu2+ + [Fe(CN)6]4-↔ Cu2[Fe(CN)6]↓

8. Soli bakra u prisustvu hloridne kiseline boje plamen

modro ili zeleno.

Reakcije na Bi3+

1.Hidrogen sulfid iz rastvora Bi(III) soli taloži smeđi talog

bizmut sulfida, koji se rastvara u razblaženoj HNO3 i

koncentrovanoj HCl.

Bi3+ + 3H2S ↔ Bi2S3↓+ 6H+

2. Kalij jodid iz rastvora Bi(III) soli taloži crni talog bizmut

jodida.

Bi3+ + 3J- ↔ BiJ3↓

3. Kalij dihromat iz rastvora Bi(III) soli taloži žuti praškasti

talog bizmutil dihromata koji se rastvara u kiselinama.

2Bi3+ + Cr2O72- + H2O↔ (BiO)2Cr2O7↓ + 4H+

4. Alkalni tetrahidroksostanat (II) izdvaja iz alkalnih

rastvora Bi(III) soli crni talog elementarnog bizmuta.

2Bi(OH)3 + 3[Sn(OH)4]2- ↔ 2Bi + 3[Sn(OH)6]2-

Reakcije na Cd2+ ion

1. Hidrogen sulfid taloži iz malo kiselih rastvora kadmij

(II) soli žuti talog kadmij sulfida koji se rastvara u vrelim

razblaženim kiselinama.

Cd2+ + S2- ↔ CdS

2. Alkalni hidroksidi iz rastvora kadmijum (II) soli talože

bijeli amorfni talog kadmij hidroksida.

3. Kalij cijanid taloži iz rastvora kadmijum (II) soli bijeli

talog kadmijum cijanida.

Cd2+ + 2CN- ↔ Cd(CN)2

Reakcije na As3+ jon

1. Hidrogen sulfid taloži iz kiselih rastvora žuti talog

arsen (III) sulfida koji se ne rastvara u HCl-u, ali se

rastvara u koncentrovanoj nitratnoj kiselini i u

zlatotopci.

2H3AsO3 + 3H2S ↔ As2S3 + 6H2O

2. Srebro nitrat taloži iz neutralnih rastvora arsenovih

soli žuti talog srebro arsenita koji se rastvara u nitratnoj

kiselini i u amonijaku.

AsO3- + 3Ag+ ↔ Ag3AsO3

3. Živa (II) hlorid taloži iz alkalnih rastvora arsenita crni

talog elementarne žive.

AsO33- + Hg2+ ↔ Hg + HAsO4

2-

4. Kalaj (II) hlorid taloži iz jako hloridno kiselih rastvora

crnosmeđi talog elementarnog arsena (tzv. Bettendorffova

reakcija)

2As3+ + 3Sn2+ ↔ 2As + 3Sn 4+

Reakcije na As5+ jon

1. Hidrogen sulfid iz srednje kiselih rastvora postepeno

taloži žuti talog koji je smesa arsen(III) sulfida i

elementarnog sumpora.

H3AsO4 + H2S ↔ H3AsO3 + S + H2O

2H3AsO3 + 3H2S ↔ As2S3 + 6H2O

2. Srebro nitrat iz neutralnih rastvora taloži smeđi talog

srebro arsenata koji se rastvara u nitratnoj kiselini i u

amonijaku.

H2AsO4- + 3Ag+ → Ag3AsO4 + 2H +

3. Amonij molibdat ((NH4)2)MoO4 taloži iz vrelih nitratno

kiselih rastvora, žuti kristalni talog amonij

tetratrimolibdato arsenata koji se rastvara u

alkalnim hidroksidima i amonijaku.

H3AsO4 + 12MoO42- + 3NH4

+ + 21H+ ↔

(NH4)3[As(Mo3O10)4] + H2O

4. Magnezijeva mikstura (smjesa magnezij hlorida,

amonij hlorida i amonijaka) taloži iz amonijakalnih,

koncentrovanih rastvora bijeli kristalni talog amonij-

magnezij-arsenata:

AsO43- + Mg2+ + NH4

+ ↔ MgNH4AsO4

Reakcije na Sb3+ jona

1. Hidroliza. Ako razblažimo rastvor antimon (III) soli sa

mnogo vode taložit će se najprije bijeli talog koji sadrži

antimonil jon a koji dalje hidrolizira u antimonastu

kiselinu, a ona se dehidrira u antimon (III) oksid.

Sb3+ + H2O ↔SbO+ + 2H+

2. Alkalni hidroksidi , alkalni karbonati i amonijak talože

bijeli talog hidratisanog antimon (III) oksida, koji se

rastvara u višku hidroksida i karbonata.

Sb2O3 + 2OH- ↔ 2SbO2- + H2O

3. Hidrogen sulfid iz ne suviše kiselih rastvora soli

antimon (III) taloži narandžasto crveni talog antimon (III)

sulfida.

2Sb3+ + 3H2S ↔Sb2S3 + 6H+

4. Manje plemeniti metali npr.željezo i cink, izdvajaju crni

talog elementarnog antimona.

2Sb3+ + 3Fe ↔2Sb + 3Fe2+

Reakcije na Sb5+ jona

1. Isto kao kod antimon (III) soli i ako antimon (V) soli

ražblažimo sa puno vode dolazi do hidrolize i taloži se bijeli

talog antimon hidroksida koji dalje hidrolizira do

antimonatne kiseline.

Sb5+ + Cl- ↔SbO2Cl+ 4H+

SbO2Cl+ 2H2O ↔ H3SbO4 + H+ + Cl –

2. Alkalni hidroksidi, alkalni karbonati i amonijak talože

bijeli talog antimonatne kiseline, koji se ratsvara u višku

hidroksida.

H3SbO4 + H2O+ OH–↔ Sb(OH)6-

3. Hidrogen sulfid taloži iz umjereno kiselih rastvora

antimon (V) soli narandžasto crveni talog antimon (V)

sulfida.

2Sb5+ + 5H2S ↔Sb2S5 + 10H+

Koji se ratsvara u koncentrovanoj HCl.

4. Kalij jodid u kiselim rastvorima antimon (V) redukuje Sb3+

u Sb5+ uz izdvajanje elementarnog joda (ovu reakciju ne

daje antimon (III)).

Sb5+ + 2J- ↔ Sb3+ + J2

Reakcije na Sn2+ jon

1. Kalaj (II) soli hidroliziraju pri čemu dolazi do izdvajanja

bijelog taloga bazične soli.

Sn2+ + H2O + Cl- ↔ Sn(OH)Cl + H+

2. Alkalni hidroksidi talože bijeli talog kalaj(II) hidroksida

Sn2+ + OH- ↔ Sn(OH)2

3. Amonijak, amonij karbonat i alkalni karbonati talože

bijeli talog kalaj (II) hidroksida.

Sn2+ + 2NH3 +2H2O ↔Sn(OH)2+2NH4+


smeđi talog kalaj (II) sulfida, koji se rastvara u hloridnoj

kiselini.

Sn2+ + H2S ↔ SnS + 2H+

5. Živa (II) hlorid taloži bijeli svilenkasti talog živa (I)

hlorida koji u prisustvu viška Sn2+ jona redukuje u sivi

talog elementarne žive.

Sn2+ + 2Hg2++ 2Cl- ↔ Hg2Cl2 + Sn4+

Reakcije na Sn4+ jon

1. Razblaživanjem rastvora kalaj (IV) sa mnogo vode

dolazi do hidrolize i stvaranja bijelog taloga α-kalajne

kiseline.

Sn+4 + 4H2O ↔ Sn(OH)4 + 4H+

2. Alkalni hidroksidi, alkalni karbonati , amonijak i

amonij karbonat taloži bijeli talog kalaj (IV) hidroksida

Sn+4 + 4OH- ↔ Sn(OH)4


Sn(IV) soli svjetlo žuti talog kalaj (IV) sulfida, koji se

rastvara u hloridnoj kisleini.

Sn+4 + 2H2S↔ SnS2 + 4H+

U trećoj analitičkoj grupi se nalaze Al3+, Cr3+, Fe3+

Grupni reagens za ovu grupu je NH3

Karakteristika ovih jona je to što je jako izražena

njihova oksido redukcijska sposobnost građenja

kompleksa.

Reakcije na Al3+ jon

1. Obrazovanje hidroksida aluminija sa amonij sulfidom

obijašnjava se time što sulfid aluminija (isto vrijedi i za

hrom), kao so slabe baze i slabe kiseline, jako hidrolizira i

ne može postojati u rastvoru. Suprotno njemu, hidroksid

aluminija (kao i hroma) je nerastvoran u vodi i izdvaja se u

vidu taloga:

2Al3+ + 6H2O +3S2- ↔ 2Al(OH)3(s) + 3H2S

Ako pogledamo reakciju hidrlize aluminijuma:

Al3+ + 3H2O ↔ 2Al(OH)3(s) + 3H+

Vidimo da pored aluminij hidroksida koji se izdvaja kao

talog, nastaje H+ jon pa se može zaključiti da će

taloženje aluminij hidroksida biti kvantitativnije

kada je koncentracija H+ jona, koji nastaje

hidrolizom manja.

2. Reakcija sa bazom: Bijeli voluminozan talog,

rastvoran u višku baze:Al3+ + 3OH- → Al(OH)3↓

Al(OH)3 + 3OH- → [Al(OH)6]3-

3. Reakcija sa tiosulfatom: Sa natrijum-tiosulfatom uz

zagrijavanje pojavljuje se bijeli talog:

2Al3+ + 3S2O32- + 3H2O → 3SO2↑ + 3S↓ + 2Al(OH)3↓

4. Kuhanjem jako razblaženih rastvora aluminijevih soli,

uz dodatak natrij ili amonij acetata, taloži se najprije

želatinozni talog amonij acetata, koji se zatim potpuno

hidrolizira u Al(OH)3.

5. Dinatrijum hidrogen fosfat taloži želatinozan talog

aluminij fosfata, koji se rastvara u kiselinama i bazama.

Al3+ + HPO42- ↔ AlPO4 (s) + H+

6. Za dokazivanje vrlo malih količina aluminijuma služi

reakcija sa alizarinom. Alizarin sa aluminij hidroksidm, u

alkalnim rastvorima gradi crveno obojeni kompleks.

+ Al(OH)3→

7. Reakcija suhim putem

Žarenjem aluminijevih spojeva sa kobalt (II) nitratom

nastaje modro obojen kobalt-metaaluminat,

tzv.Thenardvo modrilo.

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

Co(NO3)2 → CoO + 2NO2 + 1/2O2

Al2O3 + CoO → Co(AlO2)2

2Al2O3 + 2Co2+ + 4NO3- → 2CoAl2O4↓ + 4NO2↑ + O2↑

Reakcije na Fe2+ katjon

Soli koje sadrže Fe2+ su vrlo nestabilne i brzo dolazi do

stvaranja Fe3+ jona. Ovdje se navode reakcije čistog

Fe2+ jona, ali u praksi te reakcije se neće moći izvesti

potpuno čiste, jer će rastvori uvek sadržati i Fe3+ jone.

1) Reakcija sa bazom: Bijeli talog, samo uz odsustvo

vazduha (u prisustvu vazduha talog postaje u početku

zelenkast, a zatim smeđ):

Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓

2) Reakcija sa amonijum-sulfidom: Crn talog,

rastvoran u jakim kiselinama: Fe2+ + S2- → FeS↓

3) Reakcija sa natrijum-karbonatom: Bijeli talog koji na

vazduhu pozeleni, onda potamni, pa poplavi:

Fe2+ + CO32- → FeCO3↓

4) Reakcija sa kalijum-cijanidom: (OTROV) Žuto-smeđ

talog rastvoran u višku reagensa:

Fe2+ + 2CN- → Fe(CN)2↓

Fe(CN)2 + 4CN- → [Fe(CN)6]4-

5. Dinatrij hidrohenfosfat taloži iz neutralnih rastvora

bijeli talog željezo (II) fosfata koji stajanjem na vazduhu

pomodri:

3Fe2+ + 2HPO4→Fe3(PO4)2(s) + 2H+

6. Kalij heksacijenoferat (II) taloži u potpunoj odsutnosti

zraka iz neutralnih i kiselih rastvora bijeli talog kalij-

željezo(II) heksacijanoferat (II):

Fe2+ + K+ + [Fe(CN)3]4- ↔ K2Fe[Fe(CN)6](s)

7. Kalij heksacijenoferat (III) taloži iz kiselih i neutralnih

rastvora modri talog željezo(II) heksacijanoferat (III)

tzv.Turnbullovo modrilo:

3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- ↔ Fe3[Fe(CN)6]2(s)

8. Oksidansi kao HNO3, CO2, Br2, H2O2 i dr.oksiduju

željezo (II) u željezo (III) pri čemu dolazi do promjene

boje rastvora u žutu.

3Fe2+ + NO3- + 4H+ ↔ 3Fe3+ + NO(g) + 2H2O

9. Amonij tiocijanat za razliku od željezo (III) ne daje

obojene komplekse sa željezom (II).

Reakcije na Fe3+ katjon

1) Reakcija sa bazom: Crvenkasto-smeđ talog:

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓

2) Reakcija sa amonijum-sulfidom: Crn talog:

2Fe3+ + 3(NH4)2S → Fe2S3↓ + 6NH4+

3) Reakcija sa kalijum-tiocijanatom: Tamno crven

talog koji sa viškom reagensa gradi kompleksni jon:

Fe3+ + 3KSCN → Fe(SCN)3↓ + 3K+

Fe(SCN)3 + 3SCN- → [Fe(SCN)6]3-

4) Reakcija sa kalijum-heksacijanoferatom: Berlinsko

plavo, rastvorno u koncentrovanoj hlorovodoničnoj

kiselini i u oksalnoj kiselini:

3K4[Fe(CN)6] + 4Fe3+ → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12K+

5. Dinatrij hidrogenfosfat taloži iz neutralnih rastvora

žućkasto bijeli talog željezo (III) fosfata koji se rastvara u

sirćetnoj kiselini.

Fe3+ + HPO42- ↔ FePO4(s) + H+

Reakcije na Cr3+ katjon

1) Reakcija sa bazom: Sivo-zeleni voluminozni talog,

rastvoran u višku natrijum-hidroksida. Ako se ovom

rastvoru doda vodonik-peroksid i grije, dobija se žuta

boja nastalog hromata: Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3

Cr(OH)3 + OH- → [Cr(OH)4]-

2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + 2OH- → 2CrO42- + 8H2O

2) Reakcija sa natrijum-karbonatom: Zeleni talog uz

izdvajanje gasa:

2Cr3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑

3) Reakcija sa amonijum-sulfidom: Zeleni talog uz

izdvajanje gasa:

2Cr3+ + 3S2- + 6H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑

4) Reakcija sa natrijum-hidrogenfosfatom: Zeleni

talog rastvoran u mineralnim kiselinama:

Cr3+ + HPO42- → CrPO4↓ + H+

U IV analitičku grupu katjona spadaju sljedeći joni:

-Dvovalentni mangan, Mn2+

-Dvovalentni kobalt, Co2+

-Dvovalentni nikl, Ni2+

-Dvovalentni cink, Zn2+

Svi ovi katjoni se talože sa grupnim reagensom (NH4)2S

u obliku sulfida.

Rastorene soli ovih katjona su često obojene tako

npr.soli nikla su zelene, soli kobalta ružičasto srvene

itd.

Reakcije na Mn2+ katjon

1) Amonij sulfid i alkalni sulfidi iz rastvora soli mangana

(II) talože mangan (II) sulfid koji je ružičasto obojen poput

kože:

Mn2+ + S2- ↔ MnS(s)

Ovaj talog se rastvara u kiselinama, čak i u sirćetnoj.

Zagrijavanjem prelazi u zelenu boju.

2) Alkalni hidroksidi talože iz rastvora mangan (II) soli

bijeli talog mangan (II) hidroksida

Mn2+ + 2OH- → Mn(OH)2

Ovaj bijeli takog prelazi u smeđi talog hidratisanog

mangana (IV) oksida ako se oksiduje oksigenom iz zraka

ili dodavanjam oksidanasa kao što su bromna voda ili

hidrogen peroksid.

Mn(OH)2 + O2 + H2O → MnO(OH)2↓ + 2OH-

3) Amonijak taloži bijeli talog mangan (II) hidroksida iz

rastvora koji ne sadrži amonijeve soli

Mn(OH)2 + Br2 + 2OH-↔ MnO(OH)2 + 2Br- + H2O

4. Alkalni karbonati i amonij karbonat iz rastvora

mangan (II) soli talože bijeli talog mangan (II) karbonata

Mn2+ + CO32- ↔ MnCO3(s)

5. Dinatrij hidrogenfosfat taloži iz neutralnih rastvora

bijeli talog mangan (II) fosfata

3Mn2+ + 2HPO42- ↔ Mn3(PO4)2(s)

Koji se lako rastvara u kiselinama pa čak i u acetatnoj

kisleini.

6. Oksidansi oksiduju mangan (II) jon u zeleni mangan

(IV) jon odnosno ljubičasti mangan (VII) jon.

2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+↔2MnO4-+ 5Pb2+ + 2H2O(s)

Reakcije na Co2+ katjon

1) Reakcija sa bazom: Dobija se modar talog:

Co2+ + 2OH- ↔ Co(OH)2↓

2) Reakcija sa amonijum-sulfidom: Crni talog, na

početku rastvoran u kiselinama, nakon starenja taloga

rastvoran samo u carskoj vodi:

Co2+ + S2- ↔ CoS↓

3) Reakcija sa kalijum-tiocijanatom nastaje plav-

modar talog.

Co2+ + 4SCN- ↔ [Co(SCN)4]2-

4) Reakcija sa kalijum-

cijanidom: (OTROV) Crvenkasto-braon talog koji kada

se rastvori u višku reagensa formira braon rastvor:

Co2+ + 2CN- ↔ Co(CN)2↓

Co(CN)2 + 4CN- ↔ [Co(CN)6]4-

5) Hidrogen sulfid taloži, samo iz rastvora koji sadrže

CH3COONa crni talog kobalt (II) sulfida

Co2+ + H2S + 2CH3COO- ↔ CoS(s) + 2CH3COOH

Reakcije na Ni2+ katjon

1) Reakcija sa bazom: Zeleni talog rastvoran u

kiselinama:

Ni2+ + 2OH- ↔ Ni(OH)2↓

2) Reakcija sa amonijum-sulfidom: Crn talog, na

početku rastvoran u kiselinama, nako starenja taloga

rastvoran samo u carskoj vodi:

Ni2+ + S2- ↔ NiS↓

NiS + HCl + HNO3 ↔ NiCl2 + NO + S

3) Čugaljev reagens: Sa alkoholnim rastvorom

dimetilglioksima (Čugaljevim reagensom) nastaje malina-

crven talog

4) Reakcija sa kalijum-cijanidom (OTROV): Zelen

talog, u višku reagensa nastaje žuti rastvor, rastvoran u

HCl (izdvojiće se HCN, obavezno u digestoru!)

Ni2+ + 2CN- ↔ Ni(CN)2↓

Ni(CN)2 + 2CN- ↔ [Ni(CN)4]2-

[Ni(CN)4]2- + 2H+ ↔ Ni(CN)2↓ + 2HCN

5. Hidrogen sulfid taloži iz slabo kiselih rastvora kojima

je dodat CH3COONa crni talog nikal (II) sulfida:

Ni2+ +H2S + 2CH3COO- ↔ NiS + 2CH3COOH

6. Amonijak u odsustvu amonijevih soli iz rastvora nikal

(II) soli taloži takođe svijetlo zeleni talog nikal (II)

hidroksida

Ni2+ +2NH3 + 2H2O ↔ Ni(OH)2 + 2NH4+

Reakcije na Zn2+ katjon

1) Reakcija sa bazom: Bijeli talog rastvoran u višku

reagensa: Zn2+ + 2OH- ↔ Zn(OH)2↓

Zn(OH)2 + 2OH- ↔ [Zn(OH)4]2-

2) Reakcija sa amonijum-sulfidom: Bijeli talog:

Zn2+ + S2- ↔ ZnS↓

3) Reakcija sa kalijum-heksacijanoferatom:

narandžasti talog , rastvoran u bazama, nerastvoran u

kiselinama:

3Zn2+ + 2[Fe(CN)6]4- ↔ Zn3[Fe(CN)6]2↓

4. Hidrogen sulfid taloži iz slabo kiselih rastvora kao i iz

sirćetnih kiselih rastvora kojima je dodat natrijum acetat

bijeli talog cink sulfida koji se rastvara u kisleinama.

Zn2+ + H2S ↔ ZnS + 2H+

5. Amonijak taloži u odsustvu amonijevih soli bijeli

želatinozni talog cink hidroksida.Rastvara se u višku

reagensa.

Zn2+ + 2NH3 + 2H2O ↔ Zn(OH)2 + 2NH4+

6.Kalij cijanid taloži bijeli talog cink cijanida:

Zn2+ + 2CN- ↔ Zn(CN)2

Peta analitička grupa katjona u analitičkoj

hemiji je grupa sljedećih katjona: Ba2+, Sr2+, Ca2+.

Amonijum karbonat je grupni reagens za ovu

analitičku grupu.

Ovi katjoni se ne talože sa hidrogen sulfidom i

amonijum sulfidnom, jer su njihovi sulfidi rastvorni u

vodi.

Od obojenih jedinjenja poznati su im hromati,

dihromati, manganati, permanganati.

Reakcije na Ba2+ jon

1. Reakcije suhim putem

Zagrijavanjem na platinskoj žici u oksidacijskom plamenu

isparljive barijeve soli boje plamen zelenom bojom.

2. Amonij karbonat i alkalni karbonati talože iz rastvorljivih

talože iz rastvora barijevih soli bijeli pahuljasti talog barij

karbonata, koji se rastvara u sirćetnoj kisleini i u

mineralnim kiselinama.

Ba2+ +CO32- ↔BaCO3(s)

3. Alkalni hidroksidi i amonijak ne talože barijeve jone ako

u rastvoru reagenasa, odnosno probe nije prisutak

karbonat jon.

4. Razblažena sulfatna kiselina i rastvorni sulfati talože iz

rastvora barijevih soli bijeli talog barij sulfata, koji se ne

rastvara u razblaženim kiselinama:

Ba2+ + SO42-↔BaSO4

5. Dinatrij hidrogen fosfat tloži iz rastvora barijevih soli

bijeli talog barij hidrogen fosfata koji se rastvara u

kiselinama pa čak i u sirćetnoj.

Ba2+ + HPO42-↔BaHPO4

6. Amonij oksalat taloži bijeli kristalni talog barij

oksalata. Ba2+ + C2O42-↔BaC2O4

7. Kalij hromat i kalij dihromat uz dodatak natrijava

acetata taloži iz barijevih soli žuti talog barij hromata:

Ba2+ + CrO42-↔BaCrO4

Reakcije na Sr2+ jon


Soli stroncija boje plamen karmin crvenom bojom.

2. Amonij karbonat taloži iz rastvora stroncijevih soli bijeli

talog stroncij karbonata koji se rastvara u sirćetnoj kiselini

kao i u mineralnim kiselinama

Sr2+ + CO32- ↔ SrCO3

3. Razblažena sulfatna kiselina i rastvorni sulfati talože iz

rastvora stroncijevih soli bijeli talog stroncij sulfata, koji se

rastvara u vreloj hloridnoj kiselini.

Sr2+ + SO42- ↔ SrSO4

4. Dinatrij hidrogenfosfat iz soli stroncija taloži bijeli talog

stroncij hidrogensulfata.

Sr2+ + HPO42- ↔ SrHPO4

5. Amonij oksalat taloži bijeli talog stroncij oksalata.

Sr2+ + C2O42- ↔ SrC2O4

Reakcije na Ca2+

1. Reakcije suhim putem

Soli kalcija boje plamen narandžasto crveno.

2. Amonij karbonat i alkalni karbonati talože bijeli talog kalcij karbonata.

Ca2+ + CO32- ↔ CaCO3

3. Razblažena sulfatna kiselina i alkalni sulfati talože iz

koncentrovanih rastvora kalcijevih soli bijeli igličasti

talog kalcij sulfata.

Ca2+ + SO42- ↔ CaSO4

4. Dinatrij hidrogenfosfat taloži bijeli talog kalcij

hidrogenfosfata.

Ca2+ + HPO42- ↔ CaHPO4

5. Amonij oksalat taloži bijeli talog kalcij oksalata.

Ca2+ + C2O42- → CaC2O4

Šesta analitička grupa katjona u analitičkoj

hemiji je grupa sljedećih katjona: NH4+, Na+, K+, Mg2+.

OPŠTE KARAKTERISTIKE:

Nemaju grupnog reagensa jer su njihovi hloridi, sulfidi,

hidroksidi i karbonati rastvorni u vodi.

Amonijačne soli, za razliku od soli drugih kationa ove

grupe se lako razlažu pri zagrijavanju, a lako

i hidrolizuju. Kod litijuma, natrijuma i

kalijuma hidrolizuju samo soli slabih kiselina.

Reakcije za dokazivanje Mg2+

1. Amonijak taloži iz rastvora magnezijevih soli bijeli

talog magnezij hidroksida.

Mg2+ + 2NH3 + 2H2O ↔ Mg(OH)2 + 2NH4+

2. Alkalni hidroksidi talože bijeli talog magnezij

hidroksida.

Mg2+ + 2OH- ↔ Mg(OH)2

3. Amonij karbonat i alkalni karbonati talože bijeli talog

magnezij karbonata.

5Mg2+ + 6CO32-+7H2O↔4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O +

2HCO3-

4. Dinatrij hidrogenfosfat taloži iz amonijakalnih rastvora

bijeli kristalni talog.

Mg2+ + HPO42- + NH3 ↔MgNH4PO4

Reakcije za dokazivanje Na+


Soli natrija boje plamen intenzivno žutom bojom.

2. Kalij heksahidroksoantimonat (V) taloži bijeli kristalni

talog natrij heksahidroksoantimonat (V) .

Na+ + [Sb(OH)6]- → Na[Sb(OH)6]

3. Zasićeni rastvor uranil acetata sa solima natrijuma daje

žuti talog.

UO2+ + Na+ + 3CH2COO- → NaUO2(CH3COO)3

Reakcije za dokazivanje K+


Soli kalija boje plamen ljubičasto.

2. Perhlorna kiselina taloži bijeli talog kalij perhlorata.

K+ + ClO4- ↔ KClO4

3. Natrij hidrogentartaratili vinska kiselina taloži

bijeli kristalni talog kalij hidrogentartarata.

K+ + HC4H4O6- ↔ KHC4H4O6

4. Trinatrij heksanitrokobalt (III) taloži žuti kristalni

talog dikalij natrij heksanitrokobalt (III) .

2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3- → K2[Co(NO2)6]

Reakcije na NH4+ jon

1. Alkalni hidroksidi u reakciji sa amonijevim solima a

naročito pri zagrijavanju razvijaju amonijak.

NH4+ + OH- ↔ NH3 + H2O

2. Za dokazivanje vrlo malih količina amonijaka koristi se

Nesslerov reagens. Taloži žuti talog.

2(HgI4)2- + NH3 + 3OH- → (Hg2N)I∙H2O + 7I- + 2H2O

HVALA NA PAŽNJI

Documents

Analitičke grupa katjona