К подгруппе меди относятся такие ионы: Hg2+
, Cu2+
, Bi3+
, Cd2+
, Pd2+
. Сульфиды этих катионов осаждаются не только в соляной, но и нейтральной и в щелочной средах при действии H2
S, (NH4
)2
S или (NH4
)2
S2
[1].
Все соединения Cu+
или трудно растворимы или образуют устойчивые комплексы [2]. В отличие от других катионов этой подгруппы гидроксиды меди и кадмия легко растворяются в аммиаке.
Все соединения меди можно разделить на следующие группы [3]:
1.Трудно растворимые в воде, но более или менее легко в кислотах (HCl, HNO3
).
a) Гидроксид меди;
b) Углекислотные и фосфорнокислые;
c) Основные соли.
2. Трудно растворимые в воде и в кислотах (HCl, HNO3
).
а) Сернистые соединения (растворимые в азотной кислоте);
b) СuX (CuCl легко растворима в соляной кислоте).
Вытеснение меди из её солей более активными металлами
Из водных растворов солей меди, медь вытесняется более сильными металлами, стоящими, согласно электрохимическому ряду напряжений, до меди [2, 3, 4, 5, 6, 7].
Взаимодействие с сульфидом аммония или сульфидами натрия и калия
При добавлении по каплям аммиачного раствора сульфата меди к (NH4
)2
S происходит образование комплекса состава: [NH4
][CuS4
] [2, 6]. Образование происходит из кислых и нейтральных растворов [3, 8].
Взаимодействии с H2
S
Двухвалентная медь из водных растворов солей осаждается сероводородом в виде черного CuS [2, 4, 6, 8]. Выпадение осадка происходит не только в HCl, но и при рН>=7 [6].
Взаимодействие с гидроксидами
При кипячении с водой CuCl взаимодействует с водой с образованием Cu2
O [4]. При взаимодействии солей меди Cu2+
со щелочами происходит образование гидроксида меди (2) [2, 3, 4, 5, 6, 8]. Однако при добавлении избытка щелочи происходит растворение с образованием растворимого комплекса. В присутствии тартратов, цитратов, арсенатов
гидроксиды не дают с солями двухвалентной меди осадка гидроксида меди (2), а происходит образование темно-синего раствора [4]. Глицерин, винная, лимонная кислоты образуют с медью окрашенные комплексы, из которых медь не осаждается [5]. Растворение гидроксида меди наблюдается при взаимодействии его с NH4
OH.
При нагревании гидроксид меди разлагается с образованием CuO.
Взаимодействие с NH4
OH
При взаимодействии солей меди (2) с NH4
OH происходит выпадение осадка состава Cu2
(OH)2
SO4
светло-голубого цвета, который растворим в избытке аммиака [3, 4, 5].
Условия проведения: а) рН.=9; b) отсутствие ионов никеля и меди; c) отсутствие восстановителей восстанавливающих Cu2+
до Cu+
(SnCl2
, CH2
O, мышьяковистая кислота); d) отсутствие солей аммония; e) отсутствие органических соединений связывающих медь в комплекс [6].
Взаимодействии с карбонатом натрия или калия
При взаимодействии солей меди с карбонатом натрия или калия происходит выпадение зеленого осадка растворимого в аммиаке [6, 8].
Взаимодействии с Na2
HPO4
При взаимодействии солей меди при рН>=7 с Na2
HPO4
наблюдается образование голубого осадка Cu3
(PO4
)2
растворимого в аммиаке и уксусной кислоте [6].
Взаимодействие с иодидами
При взаимодействии с иодидами, например с иодидом калия протекает реакция, в результате чего в осадок выпадает CuI [2, 3, 4, 5, 6, 7]:
Cu2+
+ 2 I-
= CuI + 0.5 I2
Реакция протекает в слабокислой среде [7].
Взаимодействии с Na2
S2
O3
При взаимодействии солей меди с Na2
S2
O3
при подкислении и кипячении происходит образование осадка Cu2
S и S [3, 6].
Электролиз солей меди
При электролизе солей меди на катоде происходит выделение чистой меди [2, 7].
Взаимодействие с роданидами
При взаимодействии солей меди с роданидами наблюдается выпадение в осадок черной соли Cu(SCN)2
[2, 4, 8].
Условие проведения: a) рН<=7; b) слабое нагревание; c) отсутствие ионов серебра [6].
Взаимодействии с Na2
HAsO3
При взаимодействии происходит образование желто-зеленого осадка состава Cu3
(AsO2
)2
[6].
Взаимодействие с MgCl2
+ NH4
OH + NH4
Cl
При взаимодействии солей меди с указанным реагентом наблюдается образование сине-зеленого осадка, растворимого в избытке реагента и в кислотах [6].
Взаимодействие с щавеливой кислотой
При взаимодействии с щавеливой кислотой происходит выпадение в осадок голубой соли, растворимой в сильных кислотах и аммиаке, состава CuC2
O4
•H2
O [2].
Взаимодействие с плавиковой кислотой
При взаимодействии гидроксида меди (2) или карбоната меди (2) с HF происходит образование светло-голубого осадка состава CuF2•2H2
O [2].
Взаимодействие с цианидами
При взаимодействии с циан идами солей двухвалентной меди вначале происходит выпадение в осадок соли Cu(CN)2
, которая затем распадается с образованием сине-желтого осадка CuCN и выделение (CN)2
[2, 3, 4, 5, 8].
Взаимодействие с K4
[Fe(CN)6
]
При взаимодействии солей меди с K4
[Fe(CN)6
] (рН<»7 [5]) происходит связывание меди в нерастворимый красно-коричневый комплекс состава Cu2
[Fe(CN)6
] [2, 3, 4, 8].
Условия проведения: a) отсутствие Fe3+
, Co2+
Ni2+
; b) отсутствие окисляющей среды окисляющей Fe2+
до Fe3+
; c) отсутствие восстанавливающей среды [6].
Взаимодействие с (NH4
)2
[Hg(CNS)4
] в присутствии Zn
При взаимодействии наблюдается образование осадка зеленого цвета [4].
Взаимодействие с Zn(CH3
COO)2
+ (NH4
)2
[Hg(SCN)4
]
При взаимодействии наблюдается образование осадка фиолетового цвета [5]. Необходимые условия: отсутствие Fe3+
, Co2+
Ni2+
.
Взаимодействие с SiO3
2-
При смешении растворов содержащих соли меди и раствора с SiO3
2-
визуально не наблюдалось взаимодействие.
Взаимодействие с суперфосфатом
При смешении растворов содержащих соли меди и раствора с суперфосфатом визуально не наблюдалось взаимодействие.
ОЧИСТКА ОТ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ
РЕАКЦИИ ИОНА V2+
Взаимодействие с гидроксидами
При взаимодействии иона V2+
с гидроксидами происходит образование осадка коричневого цвета – V(OH)2
[2].
Взаимодействие с цианидами
При взаимодействии солей V2+
с избытком KCN в присутствии этилового спирта происходит выпадение в осадок соединения желто-коричневого цвета - K4
[V(CN)6
] [2].
РЕАКЦИИ ИОНА V3+
Взаимодействие с гидроксидами
При взаимодействии с гидроксидами или NH4
OH происходит образование зеленого осадка V(OH)3
, жадно поглощающего жадно кислород воздуха [2].
Взаимодействие с цианидами
При взаимодействии с цианидами протекает образование красных растворимых комплексов состава K3
[V(CN)6
] [2].
РЕАКЦИИ ВАНАДИЯ (V)
Электрохимическое восстановление
В результате электрохимического восстановления сернокислотных растворов V2
O5
протекает до V2
(SO4
)3
•H2
SO4
•12H2
O. При нагревании до 180 °С происходит образование V2
(SO4)3
[2].
Взаимодействие с пероксидом водорода
Из растворов щелочных ванадатов происходит выделение солей желтого цвета состава MeVO4
. Взаимодействие происходит в присутствии этилового спирта [2].
РЕАКЦИИ VO3
-
Взаимодействие с NH4
OH
При взаимодействии VO3
-
с гидроксидом аммония происходит образование NH4
VO3
[каф. ХТНВ, К и Э]. По данным литературы [6] при обычных условиях осаждение не происходит, но в присутствие ионов Fe3+, Al3+, Ti(4) и др. ион VO3
-
вместе с ними соосаждается.
Взаимодействие с сероводородом и сульфидом аммония
Ванадий осаждается из кислых растворов - сероводородом, а из аммиачных - при подкислении осаждается (NH4
)2
S. [2].
При этом протекают реакции [5]:
2 VO3
-
+ H2
S + 6 H+
= 2 VO2+
+ S¯
+ 4 H2
O
VO2+
+ (NH4
)2
S (в среде аммиака) = VOS¯
По данным литературы [6, 8] при использовании в качестве осадителя сульфид аммония происходит осаждени
S5
:
2 VO3
-
+ 6 (NH4
)2
S + 6 H2
O = 2 NH4
VS3
+ 10 NH4
OH + 2 OH-
2 NH4
VS3
+ H2
SO4
= V2
S5
¯
+ H2
S +(NH4
)2
SO4
Взаимодействие с SrCl2
При кипячении VO3
-
с SrCl2
происходит образование желтого осадка солей Sr(VO3
)2
+ Sr3
(VO4
)2
[6].
Взаимодействие с HgNO3
Наблюдается образование ванадата ртути HgVO3
, при условии рН=7
[6, 8].
Взаимодействие с солями бария
При этом протекает процесс образования осадка желтого цвета по реакции [6]:
VO3
-
+ Ba2+
= Ba(VO3
)2
Взаимодействие с солями серебра
При действии солей серебра на ион VO3
-
наблюдается образование желтого осадка по реакции [6]:
VO3
-
+ Ag+
= Ag2
VO3
Взаимодействие с солями свинца
При действии солей свинца на ион VO3
-
наблюдается образование нерастворимых ванадатов свинца [6, 8].
Взаимодействие с NH4
HCO3
При взаимодействии VO3
-
наблюдается выпадение рентгеноаморфного осадка содержащего ванадий [каф. ХТНВ, К и Э].
Взаимодействие с ( NH4
)2
CO3
Не изучалось.
Взаимодействие с NH4
Cl
При взаимодействии VO3
-
с твердым NH4
Cl при нагревании наблюдается образование NH4
VO3
[6, 8].
Взаимодействие с ( NH4
)2
SO4
Не изучалось.
Взаимодействие с CaCO3
При взаимодействии VO3
-
с CaCO3
наблюдается снижение концентрации ванадия в растворе. [каф. ХТНВ, К и Э].
Взаимодействие с Ca(OH)2
Не изучалось.
Взаимодействие с CaSO4
•0.5H2
O
При взаимодействии VO3
-
с CaSO4
•0.5H2
O наблюдается снижение концентрации ванадия в растворе. [каф. ХТНВ, К и Э].
Взаимодействие с SiO3
2-
При смешении растворов содержащих VO3
-
и раствора с SiO3
2-
визуально не наблюдалось взаимодействие.
Взаимодействие с суперфосфатом
При смешении растворов содержащих VO3
-
и раствора с суперфосфатом визуально не наблюдалось взаимодействие.
ОЧИСТКА ОТ СОЕДИНЕНИЙ НИКЕЛЯ
Взаимодействие с (NH4
)2
S в присутствии аммиака и солей аммония
Выпадает черный NiS [2-8].
Взаимодействие с H2
S
При взаимодействии солей никеля с сероводородом при рН>7 выпадает осадок NiS [4, 6-8].
Взаимодействие с NaOH(KOH) без избытка
Выпадает зеленоватый осадок Ni(OH)2
[2-6, 8].
Взаимодействие с NaOH(KOH) избыток при нагревании
Выпадает зеленоватый осадок Ni(OH)2
[3-5].
Взаимодействие с NH4
OH без избытка
Зеленоватый осадок основных солей переменного состава [3-6, 8].
Взаимодействие с NH4
OH в избытке и присутствии солей аммония
Раствор сереневого цвета – [Ni(NH3
)6
]2+
[3-5, 8].
Взаимодействие с Na2
CO3
, K2
CO3
, (NH4
)2
CO3
Образуется зеленый осадок Ni(OH)2
[2,3,5, 8]. По даннам [6] образуется
Ni2
(OH)2
CO3
.
Взаимодействие с Na2
HPO4
и (NH4
)3
PO4
Образуется зеленый осадок Ni3
(PO4
)2
[2, 5, 6, 8] и (NH4
)2
NiPO4
[2].
Взаимодействие с K4
[Fe(CN)6
]
Образуется бледнозеленый осадок переменного состава [4-6].
Взаимодействие с K3
[Fe(CN)6
]
Образуется желто-бурый осадок переменного состава [5,6].
Окислители в щелочной среде
Образуется черный осадок Ni2
O3
*H2
O. Пероксид водорода не окисляет никель [5,6]. По данным [8]:
2 Ni(OH)2
+NaOCl+H2
O = NaCl+ 2 Ni(OH)3
Взаимодействие с цианидами
Образуется яблочно-зеленый осадок содержащий воду. При нагревании до 180-200 °С в осадке Ni(CN)2
[2-4,8].
Взаимодействие с роданидами
При взаимодействии выпадают в осадок раданиды [2]:
Ni2+
+ 2 CNS-
= Ni(CNS)2
¯
Взаимодействие с щавеливой кислотой
При взаимодействии солей никеля в осадок выпадают зеленовато-белые хлопья [2] оксалата никеля.
Взаимодействие с (C2
H6
N4
O)2
*H2
SO4
При взаимодействии солей никеля с дициандиамидинсульфатом в присутствии KOH образуется желтый осадок [2].
ОЧИСТКА ОТ СОЕДИНЕНИЙ МАРГАНЦА
Mn2+
Взаимодействие с (NH4
)2
S в присутствии аммиака и солей аммония
Образуется осадок телесного цвета MnS [2-8].
Взаимодействие с H2
S
Выпадает осадок MnS [6,7].
Взаимодействие с NaOH(KOH) без избытка
Образуется белый буреющий осадок Mn(OH)2
[2-6, 8, 9]. Образуемый осадок на воздухе буреет вследствие перехода Mn2+
в Mn4+
, при этом образуется MnO(OH)2
или H2
MnO3
(марганцоватистая кислота) [9].
Взаимодействие с NaOH(KOH) избыток при нагревании
Образуется белый буреющий осадок Mn(OH)2
[5].
Окислители в щелочной среде
При взаимодействии в щелочной среде в присутствии пероксида водорода при нагревании образуется бурый осадок MnO2
·xH2
O [3, 5, 6].
При взаимодействии в щелочной среде (избыток) в присутствии Br2
образуется MnO2
·H2
O [4].
При взаимодействии в щелочной среде в присутствии окислителей образуется бурый осадок MnO2
·xH2
O [5, 6].
При взаимодействии в присутствии более сильных окислителей происходит окисление до MnO4
-
[5, 6]. При окислении марганца до перманганата в качестве окислителей обычно используют: PbO2
, (NH4
)2
S2
O8
и другие ОВП которых выше 1,52 в. [9].
Взаимодействие с NH4
OH без избытка
Образуется белый буреющий осадок Mn(OH)2
[2, 3, 5, 6, 8, 9].
Условия протекания: рН=9-10
Взаимодействие с NH4
OH в избытке и присутствии солей аммония
Образуется MnO2
·xH2
O [5].
Взаимодействие с Na2
CO3
, K2
CO3
, (NH4
)2
CO3
Образуется белый осадок MnCO3
[2, 3, 5, 6, 8].
Взаимодействие с Na2
HPO4
При рН около 7 образуется белый осадок Mn3
(PO4
)2
[2, 5, 6, 8].
Взаимодействие с K4
[Fe(CN)6
]
Образуется белый осадок переменного состава [4-6].
Взаимодействие с K3
[Fe(CN)6
]
Образуется бурый осадок переменного состава [5, 6].
Взаимодействие с цианидами
Образуется осадок Mn(CN)2
[2, 8].
Взаимодействие с щавеливой кислотой
При взвимодействии солей марганца при нагревании образуется MnC2
O4
·2H2
O [2].
Взаимодействие с SO2
При взаимодействии солей марганца в водных растворах с SO2 образуется осадок MnSO3
[2].
Взаимодействие с AgCl в присутствии конц. NaOH
2 AgCl+Mn2+
+ 4OH-
= 2 Ag+MnO(OH)2
+2 Cl-
+H2
O
По данным [5].
Mn3
+
Взаимодействие с CH3
COOH(горячая) и KMnO4
или Cl2
При охлаждении образуется Mn(C2
H3
O2
)3
·2H2
O [2].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А. Нойс, В. Брэй. Качественный анализ редких элементов.- М.: ОНТИ, Главная редакция химической литературы.-1936.
2. Г. Реми Учебник неорганической химии. Т2. Под. ред. Б.М. Беркенлеима.- Л.: ОНТИ, Химтеорет, 1935.-390 с.
3. В. Бурдаков Качественный анализ кислот и металлов.- Изд-е 3-е. – Л.: Ленинградский горный институт.-1930.
4. Л. Кертман Курс качественного анализа.- М.: ОНТИ, Главная редакция химической литературы.-1937.
5. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. Изд. 5-е пер. и доп. Под. ред. П.К. Агасяна.- М.: Химия, 1970.-472 с.
6. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Теоретические основы. Качественный анализ. Изд. 3-е перер. Т1.-М.:Химия, 1970.-462 с.
7. Г. Шарло Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. Под. ред. Ю.Ю. Лурье.- М.: Химия,
1965.-976 с.
8. Ф. Тредвел курс аналитической химии. Том 1. Качественный анализ/ Под. ред. А.С. Коновалова.- М.-Л.: 1931.-511 с.
9. Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Практическое руководство по качественному полумикроанализу (на основе бессероводородного метода). – М.: Просвещение, 1972.- 134 с.