Аналитические реакции катионов VI аналитической группы

Аналитические реакции катионов VI аналитической группы (Co2+, Ni2+, Cu2+, Cd2+, Hg2+)

1. Реакции катионов Co2+

Реакции с едкими щелочами (на примере NaOH): 

a) CoCl2 + NaOH = CoOHCl↓ + NaCl

CoOHCl↓ + NaOH = Co(OH)2 + NaCl  (ПРCo(OH)2 = 6,3 . 10-15)

4Co(OH)2↓ + O2 + 2H2O = 4Co(OH)3↓  (ПРCo(OH)3 = 4 . 10-45

б) 2CoCl2 + NaOH + H2O2 = 2Co(OH)3↓ +  4NaCl

При действии на растворы солей кобальта (II) сначала образуется синий осадок основной соли CoOHCl. При дальнейшем прибавлении щёлочи, нагревании или длительном выдерживании синий осадок превращается в гидроксид кобальта (II) розового цвета Co(OH)2, который при стоянии на воздухе постепенно окисляется до Co(OH)3 тёмно-бурого цвета. Если на растворы солей кобальта (II) подействовать смесью щелочи и пероксида водорода, то тёмно-бурый осадок выпадает сразу.

Реакции с гидроксидом аммония NH4OH: 

a) CoCl2 + NH4OH = CoOHCl↓ = NH4Cl

CoOHCl↓ + 6NH4OH = [Co(NH3)6](OH)Cl + 6H2O

б) 2CoCl2 + 12NH4OH + H2O2 = 2[Co(NH3)6](OH)Cl + 12H2O

Небольшой избыток NH4OH даёт с солями кобальта (II) синий осадок основных солей. При дальнейшем добавлении NH4OH или NH4Cl осадок растворяется с образованием комплексного соединения грязно- жёлтого цвета [Co(NH3)6]2+ . При стоянии на воздухе или добавлении перекиси водорода раствор приобретает розовую окраску вследствие образования окисденного комплекса [Co(NH3)6]3+.

Реакции с роданидом аммония NH4SCN: 

CoCl2 + 4NH4SCN = (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl

 Реакцию проводят с избытком реагента. При этом образуется ярко- синий раствор комплексного соединения (NH4)2[Co(SCN)4]. Для увеличения чувствительности реакции экстрагируют комплекс изоамиловым спиртом или его смесью с диэтиловым эфиром. 

Реакции мешает присутствие ионов Fe3+, дающих с роданидом аммония красную окраску, на фоне которой невозможно наблюдать синюю окраску комплекса кобальта. С целью устранения мешающего действия ионов Fe3+ их связывают (маскируют) в прочный бесцветный фторидный комплекс [FeF6]3-, добавляя в реакционную смесь несколько капель раствора фторида аммония.

Для моделирования обнаружения ионов Со2+ в присутствии ионов Fe3+ по 2-3 капли растворов солей кобальта(II) и железа(III) помещают в пробирку, добавляют 8-10 капель насыщенного раствора тиоцианата (роданида) аммония NH4SCN, 8-10 капель изоамилового спирта и энергично встряхивают содержимое пробирки. Наблюдают темно-бордовое окрашивание слоя изоамилового спирта. Далее прибавляют 5-6 капель раствора NH4F и снова встряхивают содержимое пробирки. Наблюдают синее окрашивание слоя изоамилового спирта. 

Реакция с нитритом калия KNO2: 

CoCl2 + 7KNO2 + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6]↓ + NO2↑ + +2CH3COOK + 2KCl + 6H2O

При добавлении избытка KNO2 происходит окисление Со3+ с последующим образованием жёлтого кристаллического осадка комплексного соединения K3[Co(NO2)6]. Реакции не мешают ионы никеля., и она может быть использована для разделения Ni2+  и Co2+.

Реакция с сероводородом H2S: 

CoCl2 + H2S = CoS↓ + 2HCl  (ПРCoS = 4,0 . 10-21)

В результате образуется чёрный осадок сульфида кобальта CoS.

Реакция с тетрароданомеркуриатом аммония (NH4)2[Hg(SCN)4]: 

CoCl2 + (NH4)2[Hg(SCN)4] = Co[Hg(SCN)4]↓ + 2NH4Cl

(ПРСo[Hg(SCN)4] = 1,5 . 10-6)

 Образуются ярко-синие кристаллы Co[Hg(SCN)4]. Реакцию рекомендуют проводить на предметном стекле микроскопа.