Качественные реакции на катионы, "Сероводородная" классификация катионов - Основы качественного анализа

"Сероводородная" классификация катионов

Катионов, подлежащих распознаванию, у нас гораздо больше, чем анионов, поэтому самостоятельное построение классификации, как в п. 2, заняло бы слишком много времени. Вам предлагается готовая классификация катионов (см. таблицу 3), и нужно лишь проверить ее на отдельных примерах.

Таблица 3. Пять групп сероводородной классификации катионов (не путать с группами Периодической системы!)

№

Аналитическая характеристика

Катионы, цвет осадков

1

Сульфиды осаждаются сероводородом даже в кислой среде, но растворяются в растворах сульфидов щелочных металлов или аммония

Hg2+ (черный)

Sb3+ (оранжевый)

Sn4+ (желтый)

2

Сульфиды осаждаются сероводородом даже в кислой среде, но не растворяются в растворах сульфидов щелочных металлов или аммония

Cd2+ (желтый)

Sn2+ (коричневый)

Bi3+, Pb2+, Cu2+ (черные)

3а

Сульфиды малорастворимы в воде, но растворимы в кислотах, поэтому не осаждаются сероводородом в кислой среде, но осаждаются сульфидом натрия или аммония

Fe3+, Fe2+, Co2+, Ni2+ (черные); Zn2+ (белый)

Mn2+ (светло-розовый, буреющий на воздухе)

3б

По внешним признакам похоже на группу 3а, но сульфиды разлагаются водой, и вместо них выпадают гидроксиды с выделением H2S^

Al3+ (белый)

Cr3+ (зеленый)

4

Сульфиды не осаждаются, но карбонатом аммония из нейтрального раствора осаждаются карбонаты

Ca2+, Sr2+, Ba2+ (белые)

5

Не осаждаются ни сульфидом, ни карбонатом аммония

Li+, Na+, K+, NH4+, Mg2+

Сероводород ядовит и дурно пахнет, поэтому все опыты с ним нужно выполнять в вытяжном шкафу и остатки после опытов выливать не в раковину, а в специальную банку под тягой. В лаборатории H2S получают обычно по реакции сульфида железа с раствором серной или соляной кислоты:

FeS + 2H+ > Fe2+ + H2S^.

Налейте очень небольшие (порядка 1 мл) количества растворов солей Fe2+, Fe3+, Al3+, Cd2+, Sb3+ в отдельные пробирки, добавьте в каждую такой же объем разбавленной (5-10%) HCl и либо добавьте водный раствор H2S, либо пропустите через растворы ток газа H2S, предварительно разбавив раствор и погрузив трубочку до дна пробирки. Увидев результат, сполосните трубочку и погрузите ее в новый раствор.

Соли железа (2+) при хранении окисляются воздухом до железа (3+), особенно быстро - в растворе, поэтому вместо раствора будет выдан, скорее всего, твердый FeSO4-7H2O, который надо предварительно растворить в воде.

При разбавлении раствора SbCl3 может появиться белое помутнение (SbOCl) вследствие усиления гидролиза, но это не мешает образованию сульфида сурьмы.

При пропускании сероводорода в кислый раствор Fe3+ тоже может появиться белое помутнение, но это не сульфид железа (он черный и растворим в кислоте), а сера, образующаяся в результате окислительно-восстановительной реакции:

2Fe3+ + H2S > 2Fe2+ + 2H+ + Sv

Там, где выпал осадок сульфида, попытайтесь его растворить в растворе сульфида натрия или аммония. При этом будет выделяться сероводород, т. к. растворы кислые, поэтому опыт надо делать под тягой. Надо иметь в виду, что сероводород был вряд ли добавлен в избытке, поэтому осаждение катионов в виде сульфида могло быть неполным. Тогда при добавлении Na2S количество осадка будет поначалу даже увеличиваться. Поэтому раствора анализируемой соли надо брать поменьше, после образования осадка желательно слить с него прозрачный раствор, а Na2S добавить побольше, чтобы произошло полное осаждение сульфида поливалентного металла, и он мог дальше растворяться в избытке сульфида натрия с образованием тиосоли, например:

Sb2S3 + 3S2- > 2SbS33-.

Согласно табл. 3, SnS, в отличие от SnS2, не должен растворяться в растворе сульфида натрия или аммония. Но. как упомянуто в п. 2.1, в сульфиде может быть примесь дисульфида, который окисляет SnS в SnS2, и тогда растворение происходит: SnS + S22- > SnS32-.

Поэтому надо предварительно проверить сульфид на примесь дисульфида, как указано в п. 2.1.

Если сульфид в кислом растворе не выпал, возьмите другую порцию раствора той же соли (без добавления кислоты), прибавьте очень немного раствора сульфида натрия и осторожно понюхайте: выделяется ли сероводород? Выпадает ли осадок?

Поведение катионов группы 3а в этом опыте выражается общим уравнением

M2+ + S2- > MSv,

Но в случае Fe3+ нужно также учесть окислительно-восстановительную реакцию, упомянутую выше.

Поведение катионов группы 3б выражается общим уравнением:

2M3+ + 3S2- + 6H2O > 2M(OH)3v + 3H2S^.

Образующиеся гидроксиды алюминия и хрома амфотерны, а раствор сульфида натрия сильно щелочной из-за гидролиза, поэтому при избытке сульфида осадки могут раствориться, но это совсем не тот случай, что в аналитической группе 1.

Ознакомившись со свойствами катионов сурьмы, кадмия, железа и алюминия, надо принять к сведению, что другие катионы тех же групп ведут себя аналогично.

Похожие статьи




Качественные реакции на катионы, "Сероводородная" классификация катионов - Основы качественного анализа

Предыдущая | Следующая