8.1 Аналитические реакции катионов натрия Na+
1. Микрокристаллоскопическая реакция с уранилацетатом UO2(CH3COO)2. Каплю исследуемого раствора наносят на предметное стекло, упаривают. Затем помещают на это же стекло каплю раствора уранилацетата в уксусной кислоте. Выпадают зеленовато-желтые или бесцветные кристаллы уранилацетата натрия:
3 UO2(CH3COO)2 + 2 NaCl ↔ 2 NaUO2(CH3COO)3↓ + UO2Cl2 (8.1)
Рис.8.1. Кристаллы уранилацетата натрия NaUO2(CH3COO)3 под микроскопом.
Чувствительность реакции повышается в присутствии солей цинка. В данном случае реакция протекает согласно уравнению:
Zn(UO2)3(CH3COO)8 + Na+ + CH3COO− + 9 H2O ↔
↔ NaZn(UO2)3(CH3COO)9 ∙ 9 H2O↓. (8.2)
Данной реакции мешают катионы K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Al3+, Mn2+, Co2+, Ni2+, но в том случае, если их содержание в исследуемом растворе превышает 5 мг/мл.
На предметное стекло наносят каплю раствора хлорида натрия, слегка упаривают до начала образования белой каемки по краям капли и прибавляют каплю раствора уранилацетата (цинкуранилацетата). Через 2-3 минуты наблюдают под микроскопом образование желтых октаэдрических и тетраэдрических кристаллов (рис.8.1.).
8.2 Аналитические реакции катионов калия К+
Катионы аммония NH4+ мешают открытию катионов калия, поэтому их предварительно удаляют из раствора.
1. Катионы К+ при взаимодействии с раствором Na3[Co(NO2)6] образуют желтый кристаллический осадок двойной соли:
2 K+ + Na3[Co(NO2)6] ® NaK2[Co(NO2)6]¯ + 2 Na+. (8.3)
желтый осадок
Осадок лучше выпадает из концентрированных растворов в нейтральной или слабокислой (СН3СООН) среде. Из разбавленных растворов осадок выпадает медленно.
2. Микрокристаллоскопическая реакция с гексанитрокупратом (II) натрия и свинца Na2Pb[Cu(NO2)6]:
2 K+ + Na2Pb[Cu(NO2)6] ® K2Pb[Cu(NO2)6]¯ + 2 Na+. (8.4)
черный осадок
Рис.8.2. Кристаллы K2Pb[Cu(NO2)6] под микроскопом.
На предметное стекло наносят каплю раствора соли калия, осторожно упаривают над спиртовкой или электроплиткой до образования белой каемки по краям капли, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют каплю раствора Na2Pb[Cu(NO2)6]. Через 1-2 мин наблюдают под микроскопом образование в жидкости черных кубических кристаллов (рис. 8.2).
3. Катионы К+ при взаимодействии с гидротартратом натрия (натрия кислого виннокислого) NaHC4H4O6 в присутствии ацетата натрия образуют малорастворимый в воде гидротартрат калия, выпадающий в виде белого кристаллического осадка:
К+ + NaHC4H4O6 ® КHC4H4O6 ¯ + Na+. (8.5)
белый осадок
8.3 Аналитические реакции катионов аммония NH4+
1. Действие щелочей. Соли аммония в растворах щелочей разлагаются при нагревании с выделением газообразного аммиака:
tº
NH4+ + OH- —® NH3 + H2O. (8.6)
Выделяющийся аммиак обнаруживают с помощью индикаторной бумаги или по запаху.
2. Действие реактива Несслера на соли аммония. Реактив Несслера представляет собой водный раствор, содержащий соединения K2[HgI4] и КОН. Катионы аммония образуют с реактивом Несслера красно-бурый осадок, состав которого описывают формулами:
Реакция протекает согласно схеме:
Реакции мешают все катионы, дающие при реакции со щелочами окрашенные осадки (Cr3+, Fe3+, Co2+, Ni2+ и другие), а также катионы, приводящие к разрушению реактива Несслера (Hg2+).
Продукты основных аналитических реакций катионов шестой группы представлены в таблице 8.1.
Таблица 8.1
Продукты некоторых аналитических реакций катионов VI группы
| Реагенты | Продукты аналитических реакций катионов | ||
| Na+ | K+ | NH4+ | |
| UO2(CH3COO)2 или Zn(UO2)(CH3COO)8 | Зеленовато-желтые кристаллы NaUO2(CH3COO)3 или NaZn(UO2)3(CH3COO)9×9 H2O | - | - |
| Na3[Co(NO2)6] | - | Желтый осадок NaK2[Co(NO2)6] | - |
| Na2Pb[Cu(NO2)6] | - | Черные кубич. кристаллы К2Pb[Cu(NO2)6] | Черные кубич. кристаллы (NH4)2Pb[Cu(NO2)6] |
| NaOH, KOH (нагревание) | - | - | NH3 +H2O |
| K2[HgI4] + KOH (реактив Несслера) | - | - | Красно-бурый осадок 
|