WYKRYWANIE KATIONÓW I GRUPY

Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺

Chlorki kationów nie rozpuszczają się w wodzie, i w rozcieńczonych kwasach.

Siarczki nie rozpuszczają się w rozcieńczonych kwasach.

Srebro Ag⁺

1. HCl i Cl^- - kwas solny i rozpuszczalne chlorki (jony Cl^-)(S - reakcja selektywna) wytrącają z obojętnych lub kwasowych roztworów zawierających jony Ag⁺ biały serowaty osad chlorku srebra AgCl

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Osad AgCl jest nierozpuszczalny w wodzie i w rozcieńczonych kwasach, rozpuszcza się w stęż. HCl oraz w stęż. r-rach chlorków metali alkalicznych na gorąco

AgCl + Cl^- → AgCl₂^-

AgCl₂^- + Cl^- → AgCl₃^- …… AgCl₄^-

Osad AgCl rozpuszcza się w rozcieńczonym amoniaku, tworząc kompleksowy jon diamosrebrowy Ag(NH₃)₂⁺ (S)

AgCl↓ + 2(NH₃·H₂O) ↔ [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

Z tego r-ru po dodaniu HNO₃ wytrąca się ponownie osad AgCl (S)

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ → AgCl↓ + 2NH₄⁺ + 2NO₃^-

AgCl rozpuszcza się w KCN i Na₂S₂O₃

AgCl↓ + 2CN^- ↔ Ag(CN)₂^- + Cl^-

AgCl↓ + 2S₂O₃^2- ↔ Ag(S₂O₃)₂^3- + Cl^-

2. KBr i KI bromek potasowy i jodek potasowy

Ag⁺ + Br^- → AgBr↓ - słomkowy osad słabo rozp. w NH₃⁺

AgNO₃ + NaBr → AgBr↓ + NaNO₃

Ag⁺ + l^- → Agl↓ - żółtawy osad, bieleje ale nie rozp. się w NH₃⁺

AgNO₃ + Nal → Agl↓ + NaNO₃

Osady AgBr i AgI rozp. się w KCN i Na₂S₂O₃

AgBr↓ + 2CN^- ↔ Ag(CN)₂^- + Br^-

AgBr↓ + 2S₂O₃^2- ↔ Ag(S₂O₃)₂^3- + Br^-

3. K₂CrO₄ chromian potasowy wytrąca z r-rów zawierających jony Ag⁺ czerwonobrunatny osad chromianu srebra rozp. w rozc. CH₃COOH i r-rze NH₄OH

2Ag⁺ + CrO₄^2- → Ag₂CrO₄↓

2AgNO₃ + K₂CrO₄ → Ag₂CrO₄↓ + 2KNO₃

4. H₂S i S^2- siarkowodór i inne rozpuszczalne siarczki wytrącają z r-rów zawierających jony Ag⁺ czarny osad Ag₂S

2Ag⁺ + S^2- → Ag₂S↓

2AgNO₃ + Na₂S → Ag₂S↓ + 2Na₂NO₃

rozpuszczalny w rozc. HNO₃ na gorąco i stęż. r-rze KCN

3 Ag₂S↓ + 8HNO₃ → 6AgNO₃ + 2NO↑ + 3S↓ + 4H₂O

3x Ag₂S → 2Ag⁺ + S + 2e

2x NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO↑ + 2H₂O

3 Ag₂S↓ + 2NO₃^- + 8H⁺ → 6Ag⁺ + 2NO↑ + 3S↓ + 4H₂O

Ag₂S↓ + 4CN^- → 2Ag(CN)₂^- + S^2-

Ag₂S jest jedynym siarczkiem wytrącającym się pod wpływem AKT na zimno; b. słabo rozpuszczającym się w wodzie.

5. NaOH lub KOH Jony OH^- wytrącają brunatny osad tlenku srebra AgO nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika.

2 Ag⁺ + 2OH^- → Ag₂O↓ + H₂O

Osad rozpuszcza się w NH₄OH i w HNO₃

Ag₂O↓ + 4 NH₄OH ↔ 2Ag(NH₃)₂⁺ + 2OH^- + 3H₂O

6. NH₄OH amoniak wytrąca z roztworów zawierających jony Ag⁺ biały brunatniejący osad AgO, rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika, z utworzeniem jonu kompleksowego.

2 Ag⁺ + 2OH^- → Ag₂O↓ + H₂O

Ag₂O↓ + 4 NH₄OH ↔ 2Ag(NH₃)₂⁺ + 2OH^- + 3H₂O

7. Na₂CO₃ węglan sodowy - jony CO₃^2- wytrącają z Ag⁺ biały osad węglanu srebra przechodzący w żółtawy od powstającego Ag₂O

2 Ag⁺ + CO₃^2- → Ag₂CO₃

Ag₂CO₃ → Ag₂O↓ + CO₂↑

8. Metale Zn⁰, Cu⁰ redukują jony srebrowe Ag⁺. Srebro wypada z osadu w postaci czarnego osadu srebra metalicznego Ag⁰. Metale przechodzą jednocześnie do roztworu.

2Ag⁺ + Zn⁰ → 2Ag⁰↓ + Zn²⁺

2Ag⁺ + Cu⁰ → 2Ag⁰↓ + Cu²⁺

Rtęć Hg₂²⁺

1. HCl i Cl^- - kwas solny i rozpuszczalne chlorki (jony Cl^-) wytrącają z roztworów zawierających jony Hg₂²⁺ biały osad chlorku rtęciawego Hg₂Cl₂ - kalomel

Hg₂²⁺ + 2Cl^- → Hg₂Cl₂↓

Osad Hg₂Cl₂ jest nierozpuszczalny w gorącej wodzie i zimnych rozcieńczonych kwasach. Rozpuszcza się w wodzie królewskiej (1 obj. stęż HNO₃ i 3 obj. stęż. HCl) i w stężonych roztworach chlorków metali alkalicznych (np. NaCl) z wytworzeniem jonu kompleksowego HgCl₄^2-

Hg₂Cl₂ + 2Cl^- → 2 HgCl₄^2-

Pod wpływem działania amoniaku na Hg₂Cl₂ powstaje HgNH₂Cl biały aminochlorek rtęciawy i rtęć metaliczna (dlatego osad czernieje). Jest to charakterystyczne dla jonów rtęciawych (S) a nie dotyczy rtęciowych.

Hg₂Cl₂↓ + 2(NH₃·H₂O) ↔ HgNH₂Cl↓ + Hg⁰↓ + NH₄⁺ + Cl^- + 2H₂O

W tej reakcji jeden atom rtęci z +1 stopnia utlenienia w Hg₂Cl₂ redukuje się do Hg⁰, drugi atom rtęci z +1 stopnia utlenia się do +2 stopnia utlenienia w HgNH₂Cl. Zachodzi jednocześnie reakcja utleniania i redukcji mimo że dodawany odczynnik - amoniak nie jest w tej reakcji ani utleniaczem ani reduktorem. W/wym. reakcja to przykład samoredukcji i samoulteniania = dysproporcjonowania.

2HgNH₂Cl↓ + 6Cl^- → 2HgCl₄^2- + N₂↑ + 4H⁺ + 6e

2x NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO↑ +2H₂O

2 HgNH₂Cl↓ + 6Cl^- + 2NO₃^- + 4H⁺ → 2HgCl₄^2- N₂↑ + 2NO↑ + 4H₂O

3x Hg⁰ + 4Cl^- ↔ HgCl₄^2- + 2e

2x NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO↑ + 2H₂O

3Hg⁰ + 2NO₃^- + 8H⁺ + 12Cl^- → 3HgCl₄^2- + 2NO↑ + 4H₂O

2. KI jodek potasowy Jony I^- wytrącają z roztworów zawierających jony Hg₂²⁺ żółtawozielony osad jodku rtęciawego Hg₂I₂

Hg₂²⁺ + 2I^- → Hg₂I₂↓

rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika z wydzieleniem metalicznej rtęci i wytworzeniem bezbarwnego jonu kompleksowego - jodortęcianowego HgI₄^2-

Hg₂I₂↓ + 2I^- → HgI₄^2- + Hg⁰

Jest to przykład samoutlenienia i samoredukcji.

3. K₂CrO₄ chromian potasowy wytrąca na zimno z r-rów zawierających jony Hg₂²⁺ brunatny osad chromianu rtęciawego Hg₂CrO₄ przechodzący w krystaliczny czerwony osad w czasie ogrzewania i gotowania

Hg₂²⁺ + CrO₄^2- → Hg₂CrO₄↓

4. H₂S i S^2- siarkowodór i inne rozpuszczalne siarczki wytrącają z r-rów zawierających jony Hg₂²⁺ czarny osad siarczku rtęciowego HgS z wydzieleniem metalicznej rtęci.

Hg₂²⁺ + S^2- → Hg₂S↓ → HgS↓ + Hg⁰↓

Siarczek rtęciowy b.słabo rozpuszcza się w wodzie i w rozcieńczonych kwasach. Rozpuszcza się w wodzie królewskiej.

3x HgS↓ + 4Cl^- → HgCl₄^2- + S↓ + 2e

2x NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO↑ + 2H₂O

3 HgS↓ + 12Cl^- + 2NO₃^- + 8H⁺ → 3HgCl₄^2- + 2NO↑ + 3S↓ + 4H₂O

5. NaOH lub KOH Jony OH^- wytrącają czarny osad tlenku rtęciawego Hg₂O nierozp. w nadmiarze odczynnika.

Hg₂²⁺ + 2OH^- → Hg₂O↓ + H₂O → HgO + Hg⁰ + H₂O

6. NH₄OH amoniak wytrąca czarny osad (biała aminortęciowa sól OHg₂NH₂NO₃ i rtęć metaliczna - dlatego osad czernieje).

2Hg₂(NO₃)₂ + 4NH₄OH →
+ 2Hg↓ + 3NH₄NO₃ + 3H₂O

7. SnCl₂ chlorek cynawy powoduje szybkie czernienie białego kalomelu a wskutek redukcji do metalicznej rtęci.

Hg₂Cl₂↓ + Sn²⁺ + 4Cl^- → 2Hg↓ + SnCl₆^2-

Ołów Pb²⁺

1. HCl i Cl^- - kwas solny i rozpuszczalne chlorki (jony Cl^-)

wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ biały krystaliczny osad chlorku ołowiawego PbCl₂ - który tworzy się w zimnym i niezbyt rozcieńczonym roztworze.

Pb²⁺ + 2Cl^- → PbCl₂↓

Osad jest rozpuszczalny w gorącej wodzie. Po oziębieniu wytrąca się w postaci igieł. Jest rozpuszczalny w stężonym HCl z wytworzeniem jonów kompleksowych

PbCl₂↓ + Cl^- → PbCl₃^-

PbCl₂↓ + 2Cl^- → PbCl₄^2-

Rozcieńczając roztwór jonów kompleksowych ponownie wytrąca się osad PbCl₂

2. KI jodek potasowy Jony I^- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ żółty osad jodku ołowiowego

Pb²⁺ + 2I^- → PbI₂↓

rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika. W czasie ogrzewania PbI₂ rozpuszcza się, a po ochłodzeniu wypada osad w postaci błyszczących blaszek.

PbI₂↓ + 2I^- ↔ PbI₄^2-

3. K₂CrO₄ chromian potasowy wytrąca na zimno z roztworów zawierających jony Pb²⁺ brunatny osad chromianu ołowiowego nierozpuszczalny w kwasie octowym CH₃COOH i w roztworze amoniaku NH₄OH_, rozpuszczalny w wodorotlenkach z utworzeniem ołowinu oraz w kwasie azotowym.

Pb²⁺ + CrO₄^2- → PbCrO₄↓

PbCrO₄↓ + 4OH^- → Pb(OH)₄^2- + CrO₄^2-

Z dwuchromianem potasowym wydziela się jednocześnie wolny kwas, który częściowo rozpuszcza osad

2Pb²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O → 2PbCrO₄↓ + 2H⁺

Dlatego też reakcja z chromianem potasowym jest czulsza.

4. H₂S i S^2- siarkowodór i inne rozpuszczalne siarczki wytrącają z r-rów zawierających jony Pb²⁺ czarny osad siarczku ołowiowego PbS. Z roztworów o dużym stężeniu kwasu solnego siarkowodór albo nie wytrąca osadu PbS, albo tworzy czerwony osad siarkochlorku ołowiowego Pb₂SCl₂, który stopniowo przy rozcieńczaniu roztworu i przepuszczaniu H₂S przechodzi w PbS.

Pb²⁺ + S^2- → PbS↓

Siarczek ołowiowy jest rozpuszczalny w rozcieńczonym HNO₃ z wydzieleniem siarki.

3x PbS → Pb²⁺ + S↓ + 2e

2x NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO↑ + 2H₂O

3 PbS + 2NO₃^- + 8H⁺ → 3Pb²⁺ + 2NO↑ + 3S↓ + 4H₂O

5. NaOH lub KOH Jony OH^- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ biały osad amfoterycznego wodorotlenku ołowiowego Pb(OH)₂ rozp. w nadmiarze odczynnika.

Pb²⁺ + 2OH^- → Pb(OH)₂↓

Pb(OH)₂ + 2OH^- → Pb(OH)₄^2-

6. NH₄OH amoniak wytrąca biały osad mieszaniny wodorotlenku i zasadowej soli nierozpuszczalnej w nadmiarze odczynnika. W obecności kwasów organicznych (kwas octowy, winowy) i wobec dużego stężenia soli amonowych osad nie wypada.

7. H₂SO₄ Kwas siarkowy i rozpuszczalne siarczany Jony SO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ biały osad siarczanu ołowiowego PbSO₄ nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w stężonym kwasie siarkowym, w stężonym roztworze octanu amonowego i winianu amonowego.

Pb²⁺ + SO₄^2- → PbSO₄↓

PbSO₄↓ + CH₃COO^- → Pb(CH₃COO)⁺ + SO₄^2-

Jon Pb(CH₃COO)⁺ jest trwały w obecności nadmiaru jonów CH₃COO^-.

Siarczan ołowiowy jest rozpuszczalny w stężonych zasadach przy podgrzaniu tworząc ołowin.

PbSO₄↓ + 4OH^- → Pb(OH)₄^2- + SO₄^2-

Przy zakwaszeniu osad wytrąca się ponownie.

8. Na₂SO₃ Siarczyn sodowy Wytrąca biały trudno rozpuszczalny osad PbSO₃. Reakcję tą zaproponowano do badania wody na obecność jonów ołowiu Pb²⁺. Dodana taka sama objętość 2% świeżo przygotowanego odczynnika Na₂SO₃ powoduje powstanie białego zmętnienia PbSO₃. Obecne w roztworze jony Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Mg²⁺ i Ca²⁺ w tych warunkach nie dają osadu ani zmętnienia.

Pb²⁺ + SO₃^2- → PbSO₃

---