background image

 

 

 

 

ANALIZA JAKOŚCIOWA 

Opracowanie: Krystyna Moskwa, Emil Zieliński 

 

Analiza roztworu pojedynczej substancji. 

Przystępując do badania roztworu należy zwrócić uwagę na jego barwę i zapach. Szereg kationów i 

anionów ma określone zabarwienie, które przy roztworach pojedynczych substancji może wskazać na 
skład jakościowy roztworu. 

Barwy pospolitych jonów są następujące: 
   Cu 2+   niebieska    

 

Fe 2+      jasnozielona 

Mn 2+  jasnoróżowa 

  Fe 

3+      żółtobrunatna  

 

Co 2+  czerwona 

 

 

CrO42-    żółta 

Ni 2+   zielona 

 

 

Cr2O7 2- pomarańczowa 

Cr 3+   zielona lub fioletowa   

MnO 4-    fioletowa 

Jeżeli wiadomo, że w roztworze znajduje się tylko pojedynczy anion i kation, to zawsze należy 

przeprowadzić najpierw badania na kationy. Wykrycie kationu pozwala na łatwiejszą identyfikację 
anionów, gdyż obecność pewnych kationów  wyklucza obecność niektórych anionów w roztworze. 

Badaną próbkę dzieli się na trzy części. Jedna część służy do badania na kationy, druga  na aniony, a 

trzecia część pozostaje w rezerwie. 

 

Ustalenie przynależności grupowej. 

Kationy można podzielić na grupy analityczne ze względu na wytrącanie się osadów z odczynnikami 

grupowymi. Przy omawianiu przynależności kationów do poszczególnych grup uwzględniono tylko te, 
które częściej spotyka się w  praktyce hutniczej. 

 
Grupa I. Odczynnik grupowy: 2n HCl . Należą tu kationy: Ag+, Hg22+, i Pb2+, które z kwasem solnym 

dają  białe chlorki AgCl, Hg2Cl2 i PbCl2. Jeżeli z odczynnikiem grupy I nie otrzymamy osadu, to dodaje 

się bezpośrednio odczynnik grupy II. 

 
Grupa II.
  Odczynnik grupowy : roztwór wodny H2S (obecnie stosowany jest tioacetamid AKT) w 

obecności 2n HCl. Należą tu kationy: Pb2+, Cu2+, Hg2+, Bi3+, Cd2+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, As5+, które w 
razie obecności w roztworze dają osady o następujących barwach: 

PbS     czarny 

 

 

Sb2S3    pomarańczowy 

CuS     czarny 

 

 

As2S5    żółty 

HgS     czarny 

 

 

SnS        brunatny 

Bi2S3  brunatny 

 

 

SnS2      żółty 

CdS     żółty 
 
Grupa III.
  Odczynnik grupowy: (NH4)2S (obecnie stosowany jest tioacetamid AKT) w obecności 

NH4OH i NH4Cl. Przy badaniu pojedynczych roztworów należy odczynniki te dodawać do nowej porcji 

próbki. Należą tu kationy: Ni2+, Co2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Cr3+ i Al3+, które w razie obecności dają 
następujące osady : 

NiS      czarny 

 

 

MnS       cielisty 

CoS      czarny 

 

 

ZnS         biały 

FeS      czarny 

 

 

Cr(OH)3  zielony 

Fe2S3  czarny 

 

 

Al(OH)3  biały 

 
Grupa IV.
 Odczynnik grupowy : (NH4)2CO3  w  obecności NH4OH i NH4Cl. Jeżeli odczynniki grupy III 

nie wytrącają osadu to do nowej próbki dodaje się NH4OH, NH4Cl i (NH4)2CO3. Mogą się wytrącić białe 

węglany wapnia, strontu lub baru ( CaCO3, SrCO3, BaCO3). 

 
Grupa V.
 Jeżeli  żaden z poprzednio użytych odczynników grupowych nie spowodował wytrącenia 

osadu, to próbka może zawierać jony Mg2+, NH4+, Na+, K+Grupa V nie posiada odczynnika grupowego. 

 

background image

 I grupa analityczna kationów

 

1. Reakcje kationu  Ag+  

1. Kwas solny wytrąca z roztworów soli srebra biały serowaty osad chlorku srebra : 
 Ag+ + Cl- = AgCl

  

np  AgNO

3

 + HCl = AgCl

 + HNO

3

 

Chlorek srebra  rozpuszcza się w roztworze NH4OH dzięki tworzeniu się jonów zespolonych:  

   

AgCl + 2NH

4

OH = [ Ag(NH

3

)

2

]Cl + 2H

2

Z tego roztworu kwasy strącają z powrotem chlorek srebra : 
 [Ag(NH

3

)

2

]Cl + 2H

+

 = Ag

+

 + 2NH

4

+

 + Cl 

-

   

 Ag+ + Cl- = AgCl

 

Chlorek i pozostałe halogenki srebra są światłoczułe i stosowane w fotografii. 

 

2. Siarkowodór (obecnie stosujemy tiocetamid AKT) wytrąca z roztworów soli srebra czarny osad siarczku 
srebra, który jest najtrudniej rozpuszczalną solą srebra: 
 2Ag+ + S

2-

 = Ag

2

S

   

np  2AgNO

3

 + H

2

S = Ag

2

S + 2HNO

3

 

 
3
. Wodorotlenek sodu wytrąca z roztworów soli  srebra  brunatny osad tlenku srebra :  
 2 

AgNO

3

 + 2 NaOH = Ag

2

O

 + 2NaNO

3

 + H

2

Osad ten roztwarza się w amoniaku, dając  wodorotlenek dwuaminosrebra : 
 Ag

2

O + 4NH

3

 + H

2

O = 2[Ag(NH

3

)

2

]OH 

 
4
. Dwuchromian(VI) potasu wytrąca z roztworów srebra brunatno-czerwony osad dwuchromianu(VI) 
srebra :  2AgNO

3

 + K

2

Cr

2

O

7

 = Ag

2

Cr

2

O

7

 + 2KNO

3

 lub 

jonowo: 2Ag

+

 + Cr

2

O

7

2-

 = Ag

2

Cr

2

O

7

 

 

 
5.
 Jodek potasu wytrąca z roztworów soli srebra żółtawy osad jodku srebra, nierozpuszczalny w kwasie 
azotowym(V), ani też w amoniaku: 
 Ag+ + I- = AgI

 

 np AgNO

3

 + KI = AgI

 + KNO

3

 

Osad jest białawy, a przechodzi w żółtawy po dodaniu większej ilości wody. Ze wszystkich halogenków 
srebra tylko jodek srebra jest nierozpuszczalny w  amoniaku. 
 
6. Chlorek i bromek srebra  rozpuszczają się  w tiosiarczanie sodu, według reakcji: 

 AgCl 

+2Na

2

S

2

O

3

 = NaCl + Na

3

[Ag(S

2

O

3

)

2

Reakcja ta ma duże znaczenie w fotografii, gdzie tiosiarczan sodu stosuje się do utrwalania obrazów 

na filmach i kliszach fotograficznych. 

 

7. 

Sześciocyjanożelazian(II) potasu wytrąca z roztworów soli srebra kremowo biały osad 

sześciocyjanożelazianu(II) srebra: 
 4AgNO

3

 + K

4

[Fe(CN)

6

] = Ag

4

[Fe(CN)

6

]

 + 4KNO

3

  

Osad ten pod wpływem działania amoniaku rozkłada się i ciemnieje. 
 

2. Reakcje kationu  Hg22+ 

 W 

związkach zawierających rtęć na stopniu utlenienia +1 występuje zawsze dwuwartościowa 

grupa -Hg-Hg-, a w roztworach wodnych znajduje się jon Hg

2

2+

. Dlatego wzory soli rtęciawych pisze się 

np. Hg

2

Cl

2

 lub Hg

2

(NO

3

)

2

 
1.
 Kwas solny wytrąca z roztworów soli rtęci(I) biały osad chlorku rtęci(I), tzw. kalomelu: 

  

Hg

2

2+

 + 2Cl 

-

 = Hg

2

Cl

2

   

np  Hg

2

(NO

3

)

2

 + 2HCl = Hg

2

Cl

2

 

 + 2HNO

3

 

Osad ten pod wpływem amoniaku czernieje z powodu wydzielania się rozdrobnionej rtęci (czarnej) i 
amidochlorku rtęci (biały): 
  

Hg

2

Cl

2

 + 2NH

3

 = Hg + HgNH

2

Cl + NH

4

Cl 

Reakcja ta  Hg

2

2+

 

 Hg

2+

 + Hg

o

 nazywa się dysproporcjonowaniem i zachodzi praktycznie momentalnie. 

 
2.
 Siarkowodór (AKT) wytrąca z roztworów soli rtęci(I) czarną mieszaninę siarczku rtęci(II) i metalicznej 
rtęci: Hg

2

(NO

3

)

2

 + H

2

S = Hg

 + HgS

 + 2HNO

3

 

background image

 
3.
 Wodorotlenek sodu lub potasu wytrąca z roztworów soli rtęci(I) czarny osad subtelnie rozdrobnionej 
rtęci metalicznej i tlenku rtęci(II) - HgO: 
 Hg

2

(NO

3

)

2

 + 2 KOH = Hg

 + HgO

 + H

2

O + 2KNO

3

 

 
4.
 Jodek potasu wytrąca z roztworów  soli rtęci zielony osad jodku rtęci(I): 
 Hg

2

2+

 + 2I

-

 = Hg

2

I

2

 

 

(Często sole rtęci(I) są nieco utlenione, co powoduje mieszane zielono-żółtawe zabarwienie). Osad ten 
rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika wskutek powstania zespolonego anionu cterojodortęcianowego. 
Wydziela się równocześnie rtęć wolna: 
 Hg

2

I

2

 + 2 KI =  K

2

HgI

4

 + Hg

 

 
5.
 Chromian(VI) potasu strąca z roztworów soli rtęci(I) brudno czerwony osad chromianu(VI) rtęci(I): 
 Hg

2

(NO

3

)

2

 + K

2

CrO

4

 = Hg

2

CrO

4

 + 2KNO

      lub jonowo: Hg

2

2+

 + CrO

4

2-

 = Hg

2

CrO

4

 

 
6.
 Sześciocyjanożelazian(II) potasu wytrąca z roztworów soli rtęci(I) biały ciemniejący po pewnym czasie 
osad sześciocyjanożelazianu(II) rtęci(I): 
 2Hg

2

(NO

3

)

2

 + K

4

[Fe(CN)

6

] = Hg

4

[Fe(CN)

6

]

 + 4KNO

3

  

 

lub jonowo: 2Hg

2

 

2+

 + Fe(CN)

6

4-

 = Hg

4

[Fe(CN)

6

]

 

 

3. Reakcje kationu  Pb2+

 

1. Kwas solny wytrąca z roztworów soli ołowiu(II) biały osad chlorku ołowiu(II): 
 Pb

2+

 + 2Cl- = PbCl

2

    

np  Pb(NO

3

)

2

 + 2HCl = PbCl

2

 + 2HNO

3

 

Iloczyn rozpuszczalności chlorku ołowiu(II) szybko wzrasta wraz z temperaturą, co powoduje 
rozpuszczanie się chlorku ołowiu(II) w większej ilości wody po ogrzaniu. Oziębienie roztworu powoduje 
wydzielenie się chlorku ołowiawiu(II) w postaci długich igieł. 
 
2
. Kwas siarkowodorowy (tioacetamid) wytrąca z roztworów soli obojętnych lub słabo zakwaszonych 
czarny osad siarczku ołowiawego, którego iloczyn rozpuszczalności jest znacznie mniejszy od iloczynu 
rozpuszczalności PbCl

2

, co powoduje przesunięcie ołowiu do II grupy analitycznej: 

 Pb

2+

 + S

2-

 = PbS

  

 

np  Pb(NO

3

)

2

 + H

2

S = PbS

 + 2HNO

3

 

PbS roztwarz się w rozcieńczonym kwasie azotowym(V) z wydzieleniem wolnej siarki: 
 

3 PbS + 8HNO

3

 = 3Pb(NO

3

)

2

 + 3So

 + 2NO + 4H

2

 
3
. Wodorotlenek sodu lub potasu wytrąca biały osad wodorotlenku ołowiu(II), który posiada własności 
amfoteryczne i roztwarza się w nadmiarze wodorotlenku, jak również kwasie: 
 Pb(NO

3

)

2

 + 2NaOH = Pb(OH)

2

 + 2NaNO

3

   

lub jonowo:  Pb

2+

 + 2 OH- = Pb(OH)

2

 

Dla wodorotlenków amfoterycznych można napisać następującą równowagę jonową: 

 

Pb

2+

 + 2 OH- 

 Pb(OH)

2

 

 2H

+ PbO

2

2-

 

reakcja z zasadą: Pb(OH)

2

 + NaOH = Na[Pb(OH)

3

]      lub  H

2

PbO

2

 + 2NaOH = Na

2

PbO

2

 + 2H

2

reakcja z kwasem: 

Pb(OH)

2

 + 2HNO

3

 = Pb(NO

3

)

2

 + 2H

2

 
4. Kwas siarkowy(VI) wytrąca z roztworów soli ołowiu(II) biały osad siarczanu(IV) ołowiu(II): 
 Pb(NO

3

)

2

 + H

2

SO

4

 = PbSO

4

  lub jonowo:     Pb

2+

 + SO

4

2-

 = PbSO

4

 

 
5. Chromian(VI) potasu wytrąca z roztworów soli ołowiu(II) żółty osad chromianu(VI) ołowiu: 
 Pb(NO

3

)

2

 + K

2

CrO

4

 = PbCrO

4

 + 2KNO

3

 

lub jonowo:    Pb

2+

 + CrO

4

2-

 = PbCrO

4

 

Osad ten roztwarza się  w kwasie azotowym i wodorotlenku sodowym. 
 
6. Jodek potasu wytrąca z roztworów  soli ołowiu(II) żółty krystaliczny osad jodku ołowiu(II): 
 Pb(NO

3

)

2

 + 2KI = PbI

2

 + 2KNO

3

    

lub jonowo:   Pb

2+

 + 2I

-

 = PbI

2

 

 

 

background image

7. Sześciocyjanożelazian(II) potasu wytrąca z roztworów soli ołowiu(II) kremowo biały osad 
sześciocyjanożelazianu(II) ołowiu(II): 
 2Pb(NO

3

)

2

 + K

4

[Fe(CN)

6

] = Pb

2

[Fe(CN)

6

]

 + 4 KNO

3

  

 

lub jonowo: 2Pb

2+

 + Fe(CN)

6

4-

 = Pb

2

[Fe(CN)

6

]

  

 

 II grupa analityczna kationów

  

Odczynnik grupowy : H

2

S w obecności HCl, pH  < 0,5 

Obecnie nie stosuje się siarkowodoru w postaci gazowej, lecz wytwarza się go przez rozkład 

hydrolityczny z tioacetamidu CH

3

CSNH

2

 (AKT) w temperaturze ok. 90oC na łażni wodnej. 

 

CH

3

CSNH

2

 + 2H

2

O = CH

3

COO

-

 + NH

4

+

 + H

2

S

 

 

Szybkość hydrolizy tioacetamidu zwiększa się z podwyższeniem temperatury i stężenia jonów H+ lub 

OH-. Hydroliza w środowisku zasadowym jest znacznie szybsza niż w kwaśnym. Wykorzystując te 
własności można rozdzielić kationy II i III gr. w zależnosci od pH roztworu, podobnie jak przy stosowaniu 
siarkowodoru i siarczku amonu. 

Otrzymany H

2

S rozpuszcza się w wodzie. Powstały kwas siarkowodorowy dysocjuje wg równania: 

 

H

2

S  

 H

 + HS

-

 

 

K

1

 = 5,7 

10

-8

 

 HS

-

  

 H

+

 + S

2-

  

 

K

2

 = 1,2 

 10

-15

 

Z porównania stałych dysocjacji K

1

 i K

2

 wynika, że stężenie jonów S

2-

 jest bardzo małe, co można obliczyć  

[ ][ ]

[ ]

H

S

HS

+

=

2

15

1 2 10

  , .

 

Przy założeniu,  że wartości [H+] i [HS-] są w przybliżeniu równe, skracając te wielkości w liczniku i 

mianowniku ułamka po lewej stronie równania otrzymujemy [S

2-

] = 1,2

10

-15

.  Jeśli założymy, że stężenie 

analizowanego roztworu wynosi 10

-1

 (0,1 mol/dm

3

) to iloczyny jonowe wszystkich rozważanych przez nas 

siarczków będą wynosiły: 

 

[Me+]

[S

2-

] = 10

-1

1,2

10

-15

  = 1,2

10

-16

 

Do wytrącenia osadu siarczku konieczne jest, aby iloczyn jonowy był większy od iloczynu 

rozpuszczalności danego siarczku. Iloczyny rozpuszczalności siarczków kationów II grupy wahają się w 
granicach od ok. 10

-53

 do ok.10

-29

 , a więc z łatwością zostaną przekroczone. 

Po dodaniu HCl do roztworu H

2

S (a więc jonów H+) dysocjacja kwasu siarkowodorowego cofa się 

zgodnie z regułą przekory. Maleje stężenie jonów S

2-

, ale iloczyny rozpuszczalności siarczków kationów II 

grupy zostaną przekroczone i siarczki te strącą się. Nie strącą się natomiast siarczki kationów III grupy, 
które maja znacznie większe iloczyny rozpuszczalności i małe stężenie jonów  S

2-

  nie wystarcza do ich 

przekroczenia. W ten sposób można rozdzielić kationy II i III grupy. 

Stopień kwasowości roztworu odgrywa ważną rolę przy strącaniu siarczków kationów grupy IIb.   

Siarczki arsenu, antymonu i cyny stracaja się tylko z silnie zakwaszonego środowiska, gdyż wtedy 
stężenia jonów As

3+

, As

5+

, Sb

3+

, Sn

2+

, Sn

4+

 sa na tyle wysokie, że mogą zostać przekroczone  iloczyny 

rozpuszczalności siarczków tych kationów. W środowisku kwaśnym aniony np. AsO

3

3- 

lub AsO

4

3-

 

przechodzą w kationy A

3+

 i As

5+

Siarczki arsenu, antymonu i cyny (gr IIb) rozpuszczają się w wielosiarczku amonu, jak równiez w 

siarczkach alkalicznych tworząc siarkosole. Mają one budowę podobną do soli tlenowych. Różnią się  
tym, że zamiast tlenu w cząsteczce zawierają pokrewny mu pierwiastek - siarkę. 

siarkosole 

 sole 

tlenowe 

 kwasy 

tlenowe 

(NH4)3AsS3  

(NH4)3AsO3   

H3AsO3 

Na3AsS4  

Na3AsO4 

 

H3AsO4 

(NH4)3SbS4  

(NH4)3SbO4   

H3SbO4 

K2SnS3 

 

K2SnO3 

 

H2SnO3 

Kationy grupy IIa nie tworzą siarkosoli. 
Własności wodorotlenków i tlenków kationów II gr analitycznej są także różne. Wodorotlenki kationów 

grupy IIb są amfoteryczne, przy czym wyższe wartościowości wykazują silniejszy charakter kwasowy. 
Wodorotlenki bizmutu(III), kadmu i miedzi(II) są  słabymi zasadami, a wodorotlenek rtęci(II) rozkłada się 

background image

natychmiast na tlenek rtęci i wodę. Jony miedzi(II) i kadmu mogą tworzyć z amoniakiem jony zespolone 
(kompleksowe), dzięki czemu wodorotlenki miedzi(II) i kadmu rozpuszczają się w amoniaku  tworząc jon 
czteroaminomiedzi(II)  [Cu(NH

3

)

4

2+

 i czteroaminokadmu [Cu(NH

3

)

4

2+

 
Postępowanie przy pojedynczym kationie: 
Około  1cm

3

 próbki  zakwaszamy 0,5 cm

3

  2 molowego HCl. Jeśli nie wytracił sie osad w I gr można 

wykorzystać ten roztwór do badania na obecność kationow II gr. Ogrzać na łażni wodnej do ok. 90

o

C i 

dodać  1 cm

3

  tioacetamidu. Ogrzewać dalej przez ok. 5 minut. Wytracony osad świadczy o obecności 

kationów II grupy analitycznej.  

 

1. Reakcje kationu  Hg2+. 

1. Kwas solny nie wytrąca osadu z roztworów soli rtęci(II) . 
 
2. 
Siarkowodór  (AKT) wytrąca z roztworów soli rtęci(II) czarny osad: 
 HgCl

2

 + H

2

S = HgS

     lub jonowo:    Hg

2+

 + S

2-

 = HgS

 

W niedomiarze H

2

S osad może być początkowo  żółty. HgS rozpuszcza się w wodzie królewskiej (HNO

3

 

stęż. + 3HCl stęż.) 
 
3. 
Wodorotlenek sodu lub potasu wytrąca z roztworów soli rtęci(II) żółty osad tlenku rtęci(II): 
 HgCl

2

 + 2NaOH = HgO

  + 2NaCl +H

2

O   

lub jonowo: Hg

2+ 

+ 2OH

-

 = HgO

  + H

2

O  

 
4. 
Jodek potasu wytrąca z roztworów soli rtęci(II) ceglastoczerwony osad jodku rtęci(II): 
 HgCl

 +2KI = HgI

2

  + 2KCl      

lub jonowo: Hg

2+

 + 2I

-

 = HgI

2

 

Jodek rtęci(II) rozpuszcza się w nadmiarze jodku potasu wskutek tworzenia się zespolonego anionu 
czterojodortęciowego(II): 
 HgI

2

 + 2KI = K

2

[HgI

4

]  

Roztwór alkaliczny K

2

[HgI

4

]  służy do wykrywania jonów amonowych (tzw. odczynnik Nesslera). 

 
5.  
Chlorek cyny(II) wytrąca z roztworów soli rtęci(II) biały osad chlorku rtęci(II), a sam utlenia się do soli 
cyny(IV). Przy  ogrzewaniu tego osadu z nadmiarem SnCl

2

 otrzymać można czarną metaliczną rtęć: 

 2Hg

2+

 + SnCl

2

 = Hg

2

Cl

2

 

 + Sn

4+ 

 2HgCl

2

 + SnCl

2

 = Hg

2

Cl

2

 

 + SnCl

4

 

 Hg

2

Cl

2

 + SnCl

2

  = 2Hg

 + SnCl

4

 

 
6. 
Reakcję specyficzną podano przy jonie Hg

2

2+

. 

 

2. Reakcje kationu  Bi3+. 

1. Kwas solny nie wytrąca osadu z roztworów soli bizmutu(III). 
 
2.
Siarkowodór (AKT) wytrąca z roztworów soli bizmutu(III)  czarnobrunatny osad siarczku bizmutu(III).: 
 2Bi(NO

3

)

3

 + 3H

2

S = Bi

2

S

3

 

 +6HNO

3

    

lub jonowo: 2Bi

3+

 + 3S

2-

 = Bi

2

S

3

 

 
3. Wodorotlenki alkaliczne wytrącają  z roztworów soli bizmutu(III) biały osad wodorotlenku bizmutu(III): 
 BiCl

3

 + 3NaOH = Bi(OH)

3

 + 3NaCl     lub jonowo:  Bi

3+

 + 3OH

-

 = Bi(OH)

3

 

Wodorotlenek bizmutu podczas ogrzewania zmienia barwę na żółtawą, gdyż traci wodę i przechodzi w 
wodorotlenek bizmutylu BiO(OH): 
 Bi(OH)

3

 

 BiO(OH)

 + H

2

Grupa -Bi=O nosi nazwę grupy bizmutylowej. 
 
4. Cynian(II) sodu lub potasu reaguje z solami bizmutu(III) redukując jony Bi

3+

 do bizmutu metalicznego 

strącającego się w postaci czarnego osadu. 

 

Cynian(II) sodu przygotowuje się tuż przed użyciem działając 

nadmiarem NaOH na chlorek cyny(II) tak, aby powstający początkowo osad Sn(OH)

2

 roztworzył się w 

nadmiarze NaOH: 
 SnCl

2

 + 2NaOH = Sn(OH)

2

 + 2NaCl 

background image

 Sn(OH)

2

 + 2NaOH = Na

2

SnO

2

 + H

2

Redukcji jonów Bi

3+

 do Bi

0

 towarzyszy utlenienie jonów Sn

2+

 do Sn

4+

 . Zachodzą następujące reakcje: 

 BiCl

3

 + 3NaOH = Bi(OH)

3

 + 3NaCl 

 2Bi(OH)

3

 + 3Na

2

SnO

2

 = 2Bi

 + 3 Na

2

SnO

3

 + 3H

2

 2Bi

3+

 + 3Sn

2+

 = 2Bi

0

 + 3Sn

4+

 

 
5. Jodek potasu wytrąca z roztworów soli bizmutu(III) brunatno czarny osad jodku bizmutu(III), który 
roztwarza się w nadmiarze odczynnika z utworzeniem pomarańczowego związku kompleksowego: 
 Bi(NO

3

)

3

 + 3KI = BiI

3

 + 3KNO

3

    

lub jonowo:  

Bi

3+

 + 3I

-

 = BiI

3

 

 BiI

3

 + KI = K[BiI

4

 
6. Chromian(VI) potasu wytrąca z roztworów soli bizmutu(III) żółty osad chromianu(VI) bizmutylu: 
 2Bi

3+

 + CrO

4

2-

 + H

2

O = (BiO)

2

CrO

4

 + 4H

+

  

 
7. Sześciocyjanożelazian(II) potasu wytrąca z roztworów soli bizmutu(III) żółto zielony osad 
sześciocyjanożelazianu(II) bizmutu(III): 
 4BiCl

3

 + 3 K

4

[Fe(CN)

6

] = Bi

4

[Fe(CN)

6

]

3

 + 12 KCl 

 

lub jonowo:  4Bi

3+

 + 3Fe(CN)

6

4-

 = Bi

4

[Fe(CN)

6

]

3

  

 

3. Reakcje kationu  Cu2+. 

Sole miedzi(II) w roztworach wodnych mają zabarwienie niebieskie. 
 
1. 
Kwas solny nie wytrąca osadu z roztworów soli miedzi(II). 
 
2.
 Siarkowodór wytrąca z kwaśnych roztworów soli miedzi(II) czarny siarczek miedzi(II). 
 CuSO

4

 + H

2

S = CuS

 + H

2

SO

4

   

lub jonowo:  Cu

2+

 + S

2-

 = CuS

 

 
3. Wodorotlenek sodu lub potasu wytrąca z roztworów soli miedzi(II) niebieskozielony osad wodorotlenku 
miedzi(II). Wodorotlenek ten ogrzany do temp. ok. 10o

o

C traci wodę i przechodzi w brunatnoczarny tlenek 

miedzi(II): 
 CuSO

4

 + 2KOH = Cu(OH)

2

 + K

2

SO

4

 

 Cu(OH)

2

 

 CuO + H

2

 
4. Wodorotlenek amonu wytrąca niebieskozielony osad wodorotlenku miedzi(II) rozpuszczający się bardzo 
łatwo w nadmiarze amoniaku: 
 Cu

2+

 + 2NH

4

OH = Cu(OH)

2

 

  + 2NH

4

+

 

 Cu(OH)

2

 

  + 4NH

4

OH = [Cu(NH

3

)

4

2+

 + 2OH- + 4H

2

Jony czteroaminomiedzi(II) mają silnie niebieskie zabarwienie. 
 
5.  Sześciocyjanożelazian(II) potasu -K

4

[Fe(CN)

6

] wytrąca z roztworów soli miedzi(II) czerwono brunatny 

osad sześciocyjanożelazian(II) miedzi(II) 
 2Cu

2+ 

+ [Fe(CN)

6

]

4- 

 = Cu

2

[Fe(CN)

6

 

 
6. K

2

CrO

4

 wytrąca z roztworów soli miedzi(II) brunatno czerwony osad chromianu(VI) miedzi(II): 

 CuCl

2

 + K

2

CrO

4

 = CuCrO

4

+ 2KCl        

 lub jonowo:  Cu

2+

 + CrO

4

2-

 = CuCrO

4

  

 
7. Cynk lub żelazo wytrąca z roztworów soli miedzi(II) czerwoną, gąbczastą masę metalicznej miedzi: 
 CuSO

4

 + Zn = ZnSO

4

 + Cu

      

 lub jonowo: Cu

2+

 + Zn

0

 = Zn

2+

 + Cu

0

 

 

4. Reakcje kationu  Cd2+. 

1. Kwas solny nie wytrąca osadu z soli kadmu . 
 
2.
 Siarkowodór wytrąca z roztworów soli kadmu  żółty osad siarczku kadmu : 
 CdCl

2

 + H

2

S = CdS

 + 2HCl    

 

lub jonowo: Cd

2+

 + S

2-

 = CdS

 

background image

Osad nie rozpuszcza się w żółtym siarczku amonu (odróżnienie od Sn4+, As3+ i As5+). 
 
3. 
Wodorotlenek sodu wytrąca z roztworów soli  Cd

2+

  biały osad Cd(OH)

2

  (nieamfoteryczny): 

 Cd

2+

 + 2OH

-

 = Cd(OH)

2

 

 
4. 
Amoniak wytrąca z roztworów soli kadmu biały osad wodorotlenku kadmu (dodawać mało NH

4

OH): 

 Cd

2+

 + 2NH

4

OH = Cd(OH)

2

 

 + 2NH

4

+

 

Osad ten rozpuszcza się w nadmiarze amoniaku, wskutek tworzenia się jonów zespolonych - powstaje 
wodorotlenek  czteroaminokadmu : 

 

 Cd(OH)

2

 + 4NH

4

OH = [Cd(NH

3

)

4

](OH)

2

 + 4H

2

 

5. Reakcje kationu Sn2+

 

1.Kwas solny nie wytrąca osadów z roztworu soli cyny(II). 
 
2.
Siarkowodór wytrąca z kwaśnych roztworów soli cyny(II) brunatno-czarny osad siarczku cyny(II): 
 SnCl

2

 + H

2

S = SnS

 + 2HCl     

lub jonowo:  Sn

2+

 + S

2-

 = SnS

 

Osad ten roztwarza się w żółtym siarczku amonu na siarkocynian(IV) amonu : 
 

SnS + (NH

4

)

2

S

2

 = (NH

4

)

2

SnS

3

 

Z tego roztworu kwasy strącają żółty siarczek cyny(IV) : 
 (NH

4

)

2

SnS

3

 + 2HCl = SnS

2

 + 2NH

4

Cl + H

2

S  

 
3.
 Wodorotlenek sodu strąca z roztworów soli cyny(II) biały osad wodorotlenku cyny(II) : 
 SnCl

2

 + 2NaOH = Sn(OH)

2

 + 2NaCl   lub jonowo: Sn

2+ 

 + 2OH

-

 = Sn(OH)

2

   

Wodorotlenek cyny(II) ma własności amfoteryczne, roztwarzając się zarówno w kwasach jak i w zasadach  
 Sn(OH)

2

 + 2HCl = SnCl

2

 + 2H

2

 Sn(OH)

2

 + 2NaOH = Na

2

[Sn(OH)

4

] lub 

H

2

SnO

2

 + 2NaOH = Na

2

SnO

2

 + 2H

2

W przypadku reakcji wg ostatniego równania sugeruje się równowagę : 
 2Sn

2+

 + 2OH

-

 

 Sn(OH)

2

 

 H

2

SnO

2

 

 2H

+

 + SnO

2

2-

 

 
4. 
Sole rtęci(II) pod wpływem chlorku cyny(II) ulegają redukcji do soli rtęci(I) i powstaje biały osad zwany 
kalomelem - chlorek rtęci(I): 
 2HgCl

2

 + SnCl

2

 = Hg

2

Cl

2

 + SnCl

4

 

Przy ogrzewaniu tego osadu z nadmiarem SnCl

2

 reakcja postępuje dalej, aż do wydzielenia się 

metalicznej rtęci : 
 SnCl

2

 + Hg

2

Cl

2

 = SnCl

4

 + 2Hg

o

 

 Sn

2+

  + Hg

2

2+

 = Sn

4+

 + 2Hg

o

 

 

6 . Reakcje kationu  Sn4+ 

1. Kwas solny nie wytrąca osadu z roztworów soli cyny(IV). 
 
2. 
Siarkowodór wytrąca ze słabo kwaśnych roztworów soli cyny(IV) żółty osad siarczku cyny(IV): 
 SnCl

4

 + 2H

2

S = SnS

2

  + 4HCl  

 

lub jonowo:  Sn

4+ 

 + 2S

2-

 = SnS

2

  

Osad ten roztwarza się w siarczku amonu tworząc siarkocynian(IV) amonu : 
 SnS

2

 + (NH

4

)

2

S = (NH

4

)

2

SnS

3

 

z którego kwasy wytrącają na powrót żółty siarczek : 
 

  (NH

4

)

2

SnS

3

 + 2HCl = SnS

2

 + 2NH

4

Cl + H

2

 
3. Wodorotlenki alkaliczne strącają z roztworów soli cyny(IV) biały osad wodorotlenku cyny(IV): 
 Sn

4+

 + 4OH

-

 = Sn(OH)

4

 

Wodorotlenek cyny(IV) jest amfoteryczny: 
     

Sn(OH)

4

   

    H

4

SnO

4

     

     H

2

SnO

3

 + H

2

                

       

 kw. ortocynowy(IV)    

 kw. metacynowy(IV)

    

 
4. 
Żelazo metaliczne redukuje sole Sn

4+

 do soli Sn

2+

  a samo utlenia się do soli żelaza(II): 

background image

 Sn

4+

 + Fe

o

 = Sn

2+

 + Fe

2+

 

jony Sn

2+

 można wykryć opisaną już reakcją z chlorkiem rtęci(II). 

 

7. Reakcje kationu  Sb3+. 

1. Kwas solny nie wytrąca osadów z roztworów soli antymonu(III). 
 
2.
 Siarkowodór wytrąca z roztworów soli antymonu(III) pomarańczowy osad siarczku antymonu(III): 
 2SbCl

3

 + 3H

2

S = Sb

2

S

3

 + 6HCl 

lub jonowo:  2Sb

3+

 + 3S

2-

 = Sb

2

S

3

 

Osad ten roztwarza się w siarczku amonu: 
 3(NH

4

)

2

S + Sb

2

S

3

 = 2(NH

4

)

3

SbS

3

 

Z roztworu tego w środowisku kwasnym wytraca się ponownie pomarańczowy siarczek 
 2(NH

4

)

3

SbS

3

 + 6HCl = 6HN

4

Cl + Sb

2

S

3

 + 3H

2

Przy  wykonywaniu tych reakcji należy pamiętać o pH roztworu. 
 
3.
 Wodorotlenki alkaliczne wytracają z roztworów soli antymonu(III)  biały osad wodorotlenku: 
 Sb

3+ 

 + 3OH

-

 = Sb(OH)

3

 

Wodoroltenek antymonu(III) jest amfoteryczny tzn. roztwarza się on zarówno w kwasach jak i w zasadach. 
Można zapisać następującą równowagę: 
 Sb

3+

 + 3OH

-

 

 Sb(OH)

3

 

 HSbO

2

 + H

2

 H+ + SbO

2

-

   

 
4.
 Sole antymonu(III) ulegają pod wpływem wody hydrolizie. Powstają przy tym sole zasadowe 
(hydroksosole) wydzielajace się w postaci białego osadu: 
 SbCl

3

 + 2H

2

 Sb(OH)

2

Cl 

 + 2HCl 

 Sb(OH)

2

Cl 

 SbOCl + H

2

O   

Jednowartościowa grupa -Sb=O nazywa się antymonylem. 
 

8. Kationy arsenu

 

 Arsen 

może występować jako kation 3 lub 5-wartościowy, lecz jego związki nie będą 

przedmiotem ćwiczeń. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Tabela 1. 
Zestawienie reakcji katinów I i II grupy analitycznej z podstawowymi odczynnikami 
 

 
 

Ag

+

 Hg

2

2+

 Pb

2+

 Hg

2+

 Bi

3+

 Cu

2+

 Cd

2+

 Sn

2+

 Sn

4+

 Sb

3+

 

HCl 

AgCl  biały 

Hg

2

Cl

2

  biały 

PbCl

2

  biały 

 

 

 

 

 

 

 

H

2

Ag

2

S  czarny 

Hg

2

S  czarny 

PbS  czarny 

HgS  czarny 

Bi

2

S

3

  brunatno 

czarny 

CuS  czarny 

CdS  żółty 

SnS  

czarny 

SnS

2

  żółty

Sb

2

S

3

  

pomarańcz. 

NaOH lub 
KOH 

Ag

2

O  

brunatny  

HgO +

Hg  

czarny 

Pb(OH)

2

  

biały, roztw.  się 
w nadmiarze 
NaOH  

[Pb(OH)

4

]

2-

 

HgO  żółty 

Bi(OH)

3

  biały, 

po ogrzaniu  

 

BiO(OH) żółty 

Cu(OH)

2

  

niebieski, po 
ogrzaniu  

 CuO 

czarny 

Cd(OH)

2

  biały 

Sn(OH)

2

  

biały, roztw. 

nadmiarze 
NaOH  

 

[Sn(OH)

4

]

2-

 

Sn(OH)

4

  

biały, roztw. 

nadmiarze 
NaOH  

 

[Sn(OH)

6

]

2-

 

Sb(OH)

3

  biały, 

roztw. w 
nadmiarze NaOH 

 SbO

2

-

 

NH

4

OH 

Ag

2

O  

brunatny, roztw. 
się w 
nadmiarze  

 

[Ag(NH

3

)

2

]OH 

HgNH

2

Cl   biały 

+ czarny 

Hg   

Pb(OH)

2

  biały 

HgO  żółty 

Bi(OH)

3

  biały 

Cu(OH)

2

  

niebieski, roztw. 
się w nadmiarze  

 [Cu(NH

3

)

2

]

2+

  

Cd(OH)

2

  biały, 

roztw. się w 
nadmiarze 

  

[Cd(NH

3

)

2

]

2+

  

Sn(OH)

2

  

biały 

Sn(OH)

4

  

biały 

Sb(OH)

3

  biały 

KI 

AgI  kremowo 

żółty 

Hg

2

I

2

   

żólto zielony 

PbI

2

  żółty 

HgI

2

  czerwono 

pomarańcz. 

BiI

3

  brunatno 

czarny, roztw. się 
w nadmiarz  

 

[BiI

4

]

-

  

CuI

2

  biały 

(+ I

2

 brunatny) 

 

 

 

 

K

2

CrO

4

 

Ag

2

CrO

4

  

brunatno 
czerwony 

Hg

2

CrO

4

  

brunatny 

PbCrO

4

  żółty 

HgCrO

4

  

pomarańczowy 

(BiO)

2

CrO

4

  

żółty 

CuCrO

4

  

brunatno 
czerwony 

CdCrO

4

  żółty 

(reakcja nie 
zachodzi 
natychmiast) 

 

 

 

K

4

[Fe(CN)

6

 

Ag

4

[Fe(CN)

6

]  

kremowo biały 

Hg

4

[Fe(CN)

6

]  

biały ciemniejący 

Pb

2

[Fe(CN)

6

]  

kremowo biały 

Hg

2

[Fe(CN)

6

]  

biały ciemniejący 

Bi

4

[Fe(CN)

6

]

3

  

żółto zielony 

Cu

2

[Fe(CN)

6

]  

czerwono 
brunatny 

Cd

2

[Fe(CN)

6

]  

kremowy 

 

 

Sb

4

[Fe(CN)

6

]

3

  

biały 

 

  strzałka pionowa obok wzoru oznacza, że związek jest nierozpuszczalny w  wodzie 

 strzałka pozioma oznacza, że związek przechodzi w inną postać