Катионы |
Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного катиона, предельное разбавление, открываемый минимум
(чувствительность реакции) |
Калий К+ |
В нейтральной или уксуснокислой среде:
- Кобальтинитрит натрия Na3[Co(NO2)6] образует желтый кристаллический осадок:
2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3- = K2Na[Co(NO2)6]
Микрокристаллоскопическая реакция с Na2Pb[Cu(NO2)6] – образуются черные кристаллы кубической формы (открываемый минимум - 0,15 μг К+; предельное разбавление 1:7,5*104.
- Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.
|
Натрий Na+ |
- Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом Zn(UO2)3(C2H3O2)8 – образуется зелетовато-желтый кристаллический осадок, имеющий форму тетраэдров или октаэдров; открываемый минимум - 12,5 μг Na+; предельное разбавление 1:5*103
Na++Zn(UO2)3(C2H3O2)8 + CH3COO- + 9H2O=NaZn(UO2)3(C2H3O2)9 . 9H2O
- Окрашивание пламени – желтое
|
Аммоний NH4+ |
- При действии щелочей при нагревании выделяется аммиак, который обнаруживают по характерному запаху, по посинению влажной лакмусовой бумаги или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли ртути (I). Чувствительность реакции - 0,05 μг; предельное разбавление 1*106
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O
(NH4+ + OH- = NH3 + H2O)
- Реактив Несслера K2[HgI4] в щелочной среде образует оранжево-коричневый осадок; чувствительность реакции - 0,25 μг иона аммония; предельное разбавление 1:2*107
|
Магний Mg2+ |
- Магнезон–I (или Магнезон–II) в отсутствие NH4+ дают синее окрашивание; открываемый минимум - 0,9 μг (или 0,2 μг соответственно).
- Оксихинолин (при рН = 10 – 12) дает зеленовато-желтый кристаллический осадок (чувствительность реакции - 0,1 μг иона магния)
- Карбонаты щелочных металлов дают белый осадок карбоната магния, легко растворимый в кислотах:
Mg2+ + CO32- = MgCO3
|
Кальций Са2+ |
- Окрашивает пламя в кирпично-красный цвет.
- Щавелевокислый аммоний (оксалат аммония) в уксуснокислом растворе образует белый кристаллический осадок (в отсутствие Ва2+ и Sr2+); чувствительность – 1 μг Са2+
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = 2NH4Cl + CaC2O4
(Сa2+ + C2O42- = CaC2O4)
- Микрокристаллоскопическая реакция с H2SO4: характерная форма кристаллов в виде длинных игл или пластинок (чувствительность - 0,1 μг Са 2+)
|
Барий Ва2+ |
- В уксуснокислой среде хромат калия К2СrО4 или К2Cr2O7 + CH3COONa дают ярко-желтый осадок хромата бария.
- Серная кислота и ее соли образуют белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимого в кислотах и щелочах:
Ba2+ + SO4 2-= BaSO4
(Открываемый минимум - 0,4 μг; предельное разбавление 1:1,25*105).
Гипсовая вода (насыщенный раствор СаSO4) с Ва2+ на холоде вызывает медленное образование осадка (тогда как для ее взаимодействия с ионами Sr2+ требуется нагревание).
- Окрашивает пламя в желто-зеленый цвет.
|
Алюминий Al3+ |
- Гидроксиды щелочных металлов образуют белый студенистый осадок Al(OH)3, растворимый в кислотах с образованием соли соответствующей кислоты; он также растворим в растворах щелочей с образованием комплексных ионов [Al(OH)4]-:
Al3+ + 3OH-= Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
(Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства)
В отличие от гидроксида цинка, Al(OH)3 не растворяется в NH4OH.
- Прокаливание гидроксида алюминия с солью кобальта дает синее окрашивание (“тенарову синь” - Со(AlO2)2).
- Оксихинолин дает желтый осадок; Ализарин красный S, Хинализарин или Алюминон - красные осадки.
|
Хром Cr 3+ |
- Окислители (например, перманганат калия, пероксид водорода, бромная вода) превращают зеленые или фиолетовые соединения хрома (III) в соединения хрома (VI)- хроматы СrO42- (желтого цвета) в щелочной среде или дихроматы Cr2O72- (оранжевого цвета) в кислой среде.
- Гидроксиды щелочных металлов образуют серо-голубой осадок Сr(OH)3, проявляющий амфотерные свойства - растворяется в растворах кислот и в избытке щелочей и NH4OH.
|
Железо Fe 3+ |
- Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) образует темно-синий осадок берлинской лазури; чувствительность реакции 0,05 μг Fe3+, предельное разбавление 1*106
4K4[Fe(CN)6] + 4Fe3+ = 12К+ + 4КFeIII[FeII(CN)6] (а)
- Гидроксиды щелочных металлов и NH4OH образуют гидроксид железа (III) красно-бурого цвета, растворимый в кислотах и нерастворимый в избытке щелочей (отличие от гидроксидов алюминия и хрома). Открываемый минимум - 10 μг железа; предельное разбавление 1:1,6*105.
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3
- Роданид калия или аммония вызывает кроваво-красное окрашивание раствора
FeCl3 + 3NH4SCN « 3NH4Cl + Fe(SCN)3
Открываемый минимум - 0,25 μг, предельное разбавление – 1:2*105 |
Железо Fe2+ |
- Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль) образует темно-синий осадок турнбулевой сини; чувствительность реакции 0,1 μг железа, предельное разбавление 1:5*107
3K3[Fe(CN)6] + 3Fe2+ = 3KFeII[FeIII(CN)6] + 6K+ (б)
Недавно было установлено, что берлинская лазурь и турнбулева синь – это одно и то же вещество, т.к. комплексы, образующиеся в реакциях (а) и (б) находятся между собой в равновесии:
KFeIII[FeII(CN)6] « KFeII[FeIII(CN)6] |
Цинк Zn2+ |
- Гидроксиды щелочных металлов образуют белый амфотерный осадок Zn(OH)2, который растворим в NH4OH c образованием комплексных соединений:
Zn2+ + 2OH-= Zn(OH)2 Zn(OH)2 + 4NH3= [Zn(NH3)4](OH)2
При прокаливании гидроксида цинка с соединениями кобальта образуется окрашенная в зеленый цвет масса - “ринманова зелень”, представляющая собой цинкат кобальта СоZnO2.
- H2S при рН = 2,2 дает белый осадок ZnS
|
Никель Ni2+ |
- Гидроксид натрия образует бледно-зеленый студенистый осадок Ni(OH)2; открываемый минимум - 300 μг никеля, предельное разбавление 1:3*105. Осадок растворим в кислотах и в NH4OH и нерастворим в избытке щелочи.
- Сероводород не осаждает NiS из сильнокислых растворов; черный осадок сульфида никеля образуется только при рН 4 – 5.
- Диметилглиоксим (реактив Чугаева) образует красно-фиолетовый осадок; открываемый минимум - 0,5 μг никеля, предельное разбавление 1:1*106
|
Серебро Ag+ |
- Соляная кислота дает белый творожистый осадок, раствориымй в аммиаке, при подкислении HNO3 аммиачного раствора снова выпадает белый осадок; чувствительность реакции - 0,01 μг Ag+, предельное разбавление 1*105.
Ag+ + Cl-=AgCl
AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O
[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H+ = AgCl + 2NH4+
- Сероводород осаждает черный сульфид серебра; открываемый минимум - 1 μг серебра, предельное разбавление 1:5*106
|
Медь Cu2+ |
- Растворы солей Сu2+ окрашены в голубой цвет; Cu2+ окрашивает пламя в зеленый цвет.
- Сероводород образует черный осадок сульфида меди CuS; открываемый минимум - 1 μг меди, предельное разбавление 1:5*106 Осадок нерастворим в соляной и серной кислотах, но растворяется в горячей конц. НNO3.
- Гидроксиды щелочных металлов осаждают голубой осадок Сu(OH)2, который при нагревании дегидратируется и превращается в черный осадок оксида меди CuO:
Cu2+ + 2OH-= Cu(OH)2 Cu(OH)2 = CuO + H2O
Открываемый минимум - 80 μг меди, предельное разбавление 1:5*104
Гидроксид меди растворяется в концентрированных растворах аммиака, образуя аммиакат меди интенсивно синего цвета (реактив Швейцера; растворяет целлюлозу):
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH- |