Druga analitička grupa katjona
Druga analitička grupa katjona u analitičkoj hemiji je grupa sledećih katjona: Hg2+, Pb2+, Cu+, Cu2+, Cd2+, Bi3+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+.
Opšte karakteristike
[uredi | uredi izvor]Talože se sa vodonik-sulfidom u obliku sulfida iz rastvora koji sadrži i hlorovodoničnu kiselinu. U odnosu na rastvorljivost dobijenih sulfida, dele se na:
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 promenljiv 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 i hidroksidima grade soli tiokiselina (tiosoli).
Opšte reakcije
[uredi | uredi izvor]- Sa vodonik-sulfidom u kiseloj sredini grade taloge sulfida: crni talog živa(II)-sulfida, olovo(II)-sulfida, bakar(I)-sulfida i bakar(II)-sulfida, smeđi talog bizmut(III)-sulfida i kalaj(II)-sulfida, žuti talog kadmijum(I)-sulfida, arsen(III)-sulfida i arsen(V)-sulfida, svetložuti talog kalaj(I)-sulfida i narandžastocrveni talog antimon(III)-sulfida i antimon(V)-sulfida.
- 2H3AsO3 + 3H2S → As2S3 + 6H2O
- Alkalni hidroksidi sa katjonima ove grupe talože okside i hidrokside. Izuzetak je arsen.
- Bi3+ + 3OH- → Bi(OH)3
- Amonijak reaguje sa:
- Sa alkalnim karbonatima daju taloge karbonata, baznih karbonata i hidroksida.
- Sn2+ + CO32- + H2O → Sn(OH)2 + CO2
- Kalijum-jodid sa katjonima sulfobaza izdvaja taloge odgovarajućih jodida. Izuzetak je kadmijum.
- Hg2+ + 2I- → HgI2
Kalijum-jodid reaguje i sa katjonima sulfokiselina u jako kiseloj sredini.
- Sa amonijum-sulfidom talože se sulfidi žive(II), bakra, bizmuta, bakra i kalaja(II). Izdvojeni sulfidi u prisustvu amonijum-sulfida obrazuju koloide čiji se talozi teško odvajaju ceđenjem.
- Jaka redukciona sredstva redukuju katjone ove grupe sa većim stepenom oksidacije u niži ili elementarno stanje. Izuzetak je kadmijum. Na primer:
- 3Zn + 2Bi3+ → 3Zn2+ + 2Bi
- Jaka oksidaciona sredstva oksiduju arsen, antimon i kalaj sa nižim stepenom oksidacije u viši.
- AsO33- + I2 + H2O → AsO43- + 2HI
Dokazivanje Hg2+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
kalijum-jodid | živa(II)-jodid | crveni talog | Hg2+ + 2I- → HgI2 |
kalaj(II)-hlorid | živa(I)-hlorid | beli talog | 2Hg2+ + 2Cl- + Sn2+ → Hg2Cl2 + Sn4+ Hg2Cl2 + Sn2+ → 2Hg + 2Cl- + Sn4+ |
bakar ili mesing | elementarna živa | siva mrlja | Hg2+ + 2Cu → 2Cu+ + Hg |
Dokazivanje Cu2+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
amonijak | kompleksno jedinjenje | rastvor azurnoplave boje | 2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + 2H2O → Cu2SO4(OH)2+ 2NH4+ Cu2SO4(OH)2 + 6NH3 + 2NH4+ → 2[Cu(NH3)4]2++ 2H2O |
kalijum-heksacijanoferat(II) | bakar(II)-heksacijanoferat(II) | crveni talog | 2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6] |
kalijum-rodanid ili amonijum-rodanid | bakar(II)-rodanid | crni talog | Cu2+ + 2NCS- → CuNCS + 1/2(NCS)2 |
Veće koncentracije bakarne soli u oksidacionom plamenu boje boraksovu i fosfornu biserku zeleno, a manje koncentracije plavo. Veće koncentracije u redukcionom plamenu daju neprozirno crvenu boju, ali se kod manjih koncentracija boja gubi.
Dokazivanje Cd2+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
vodonik-sulfid | kadmijum-sulfid | žuti talog | Cd2+ + S2- → CdS |
Dokazivanje Bi3+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
voda | bizmutil-hlorid | beli talog | Bi3+ + 3Cl- + HOH → Bi(OH)2Cl+ 2H+ + 2Cl- Bi(OH)2Cl+ → BiOCl+ H2O |
alkalni stanit | elementarni bizmut | crni talog | 2Bi(OH)3 + 3Sn(OH)42- → 2Bi + 3[Sn(OH)6]2- |
Dokazivanje As3+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
srebro-nitrat | srebro-arsenit | žuti talog | AsO33- + 3Ag+ → Ag3AsO3 |
Dokazivanje As5+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
srebro-nitrat | srebro-arsenat | smeđi talog | AsO43- + 3Ag+ → Ag3AsO4 |
amonijum-molibdat | amonijum-tetra- trimolibdato-arsenat | žuti kristalni talog | H3AsO4 + 12MoO42- + 3NH4+ + 21H+ → (NH4)3[As(Mo3O10)4] + H2O |
magnezijumova mikstura | magnezijum- amonijum-arsenat | beli kristalni talog | AsO43- + Mg2+ + NH4+ → MgNH4AsO4 |
Zajedničko dokazivanje As3+ i As5+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
redukciono sredstvo | AsH3 | gas koji je moguće detektovati | H3AsO3 + 6H+ → AsH3 + 3H2O H3AsO4 + 8H+ → AsH3 + 4H2O |
redukciono sredstvo | elementarni arsen | crni talog | 2AsO3+ + 3Sn2+ + 18Cl- → 2As + 3(SnCl2)2- 2AsO5+ + 5Sn2+ + 30Cl- → 2As + 5(SnCl2)2- |
Dokazivanje Sb5+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
kalijum-jodid | elementarni jod | jod boji benzol ljubičasto | (SbCl6)- + 2I- → Sb3+ + I2 + 6Cl- |
Sb3+ jon se može dokazati tako što se prethodno oksiduje do Sb5+ jona.
Zajedničko dokazivanje Sb3+ i Sb5+ jona
[uredi | uredi izvor]reagens | proizvod | detektovanje promene | reakcije |
voda (reakcija hidrolize) | oksi-hlorid antimona | beli talog | Sb3+ + Cl- + H2O → SbOCl + 2H+ Sb5+ + Cl- + 2H2O → SbO2Cl + 4H+ |
gvožđe | elementarni antimon | crni talog | 2Sb3+ + 3Fe → 2Sb + 3Fe2+ 2Sb5+ + 5Fe → 2Sb + 5Fe2+ |
Dokazivanje Sn2+ i Sn4+ jona
[uredi | uredi izvor]- Sn2+ se najčešće dokazuje tako što njegova jedinjenja redukuju mnoge metale do elementarnog stanja.
- Sn4+ se najpre redukuje do Sn2+, a potom se i dokazuje redukcijom nekih metala, kao što je bizmut.
- Joni antimona se mogu dokazati na plamenu, jer u jako kiseloj sredini i sa čistim cinkom, soli antimona boje plamen bunzenove grejalice svetloplavo.
Literatura
[uredi | uredi izvor]- Rondović, D. 1991. Kvalitativna hemijska analiza. Naučna knjiga: Beograd.