Ana
liza
jak
ośc
iow
a
kati
onó
w
c.d.
Ana
liza
jak
ośc
iow
a
kati
onó
w
c.d.
Schemat rozdzielania grup kationów
Badana próbka
Grupa II
Kwasowe nierozpuszczalne
siarczki metali
Grupa III
Alkaliczne nierozpuszczalne
siarczki i wodorotlenki metali
Grupa IV
Nierozpuszczalne
węglany metali
Grupa I
Nierozpuszczalne
chlorki metali
HCl
HCl / H
2
S
NH
3
/ H
2
S
(NH
4
)
2
CO
3
Grupa IIA
Grupa IIB
Grupa V
Rozpuszczalne
jony metali
KOH / H
2
O
2
Siarkowodór H
2
S
• W jaki sposób dostarczać ten odczynnik? - H
2
S w warunkach
standardowych jest gazem
• Jakie są korzyści ze stosowania tioacetamidu?
C H
3
C
N H
2
S
• Jakie warunki muszą być spełnione aby najlepiej wykorzystać
stosowany odczynnik?
Siarkowodór H
2
S
C H
3
C
N H
S H
C H
3
C
N H
2
S
C H
3
C
N H
2
O
+ H
2
O
+ H
2
S (g )
H
2
S(g) + 2 H
2
O ⇔ 2 H
3
O
+
+ S
2-
• Dodatek zasady w przypadku drugiej reakcji powoduje
wyłapywanie jonów wodorowych przesuwając tym samym
reakcję w prawą stronę, zwiększając tym samym stężenie
jonów S
2-
(aq).
• Temperatura - około 80
o
C
• Stosowane pH
H
2
S(g) + 2 H
2
O ⇔ 2 H
3
O
+
+ S
2-
• Stosowane pH
1 Dlaczego zatem przy wytrącaniu II grupy musimy stosować
silnie kwasowe środowisko?
2 Dlaczego wytrącamy siarczki w 0.3M HCl, a nie w bardziej
kwasowym środowisku?
1 Mogą się częściowo strącać siarczki III grupy (Zn, Ni, Co)
2 Utrudnione jest całkowite wytrącanie siarczków bardziej
rozpuszczalnych (Sn, Pb, a zwłaszcza Cd)
• Pytania:
Schemat rozdzielania II grupy kationów
Grupa II
Kwasowe nierozpuszczalne
siarczki metali
Grupa I
Nierozpuszczalne
chlorki metali
0.3M HCl / H
2
S
Grupa IIA
HgS, PbS, CuS,
CdS, Bi
2
S
3
Grupa IIB
siarkosole i tlenosole
As, Sb, Sn (Hg)
KOH / H
2
O
2
Hg
2+
+ S
2−
→
→
→
→ HgS (
↓
) (czarny)
Pb
2+
+ S
2−
→
→
→
→ PbS (
↓
) (czarny)
3Cu
2+
+ 3S
2−
→
→
→
→ CuS (
↓
) + Cu
2
S (
↓
) + S (
↓
)
Cd
2+
+ S
2−
→
→
→
→ CdS (
↓
) (żółty)
2Bi
3+
+ 3S
2−
→
→
→
→ Bi
2
S
3
(
↓
)
(brunatnoczarny)
2As
3+
+ 3S
2−
→
→
→
→ As
2
S
3
(
↓
) (żółty)
4AsCl
6
−
+10H
2
S →
→
→
→ As
2
S
5
(
↓
) +As
2
S
3
(
↓
) + 24Cl
−
+2S + 20H
+
2Sb
3+
+ 3S
2−
→
→
→
→ Sb
2
S
3
(
↓
) (pomarańczowy)
2Sb
5+
+ 3S
2−
→
→
→
→ Sb
2
S
5
(
↓
) (pomarańczowy)
Sn
2+
+ S
2−
→
→
→
→ SnS (
↓
) (brunatny)
Sn
4+
+ 2S
2−
→
→
→
→ SnS
2
(
↓
) (żółty)
S
2−
+ utl.(Fe
3+
, Cr
2
O
7
2-
) →
→
→
→ S (
↓
) (bladożółty)
Schemat rozdzielania II grupy kationów
Grupa II
Kwasowe nierozpuszczalne
siarczki metali
Grupa I
Nierozpuszczalne
chlorki metali
0.3M HCl / H
2
S
Grupa IIA
HgS, PbS, CuS,
CdS, Bi
2
S
3
Grupa IIB
siarkosole i tlenosole
As, Sb, Sn (Hg)
KOH / H
2
O
2
As
2
S
3
(
↓
) + 6OH
−
→
→
→
→ AsS
3
3−
+ AsO
3
3−
+ 3H
2
O
As
2
S
5
(
↓
)
+ 20H
2
O
2
+ 16OH
−
→
→
→
→ 2AsO
4
3−
+ 5SO
4
2−
+ 28H
2
O
Sb
2
S
3
(
↓
) + 6OH
−
→
→
→
→ SbS
3
3−
+ SbO
3
3−
+ 3H
2
O
Sb
2
S
5
(
↓
) + 6OH
−
→
→
→
→ SbS
4
3−
+ SbO
3
S
3−
+ 3H
2
O
3SnS
(
↓
)
+ 3H
2
O
2
+ 6OH
−
→
→
→
→ SnS
3
2−
+ 2SnO
3
2−
+ 6H
2
O
3SnS
2
(
↓
) + 6OH
−
→
→
→
→ 2SnS
3
2−
+ SnO
3
2−
+ 3H
2
O
Schemat blokowy rozdziału grupy IIA
Osad siarczków
grupy IIA
HgS, S
2M HNO
3
ogrzewanie
PbCrO
4
żółty osad.
Bi(OH)
3
biały osad
st. H
2
SO
4
Bi
Na
2
SnO
2
Azotany
Pb, Bi, Cu, Cd
Woda
królewska
PbSO
4
osad
Amoniakalne
kompleksy Cu, Cd
CH
3
COOH
K
2
Cr
2
O
7
Siarczany
Bi, Cu, Cd
SnCl
2
NH
3
HgCl
4
2-
Hg
KCN/H
2
S
CdS
ż
ółty osad
Wybrane reakcje analizy kationów grupy IIA
3HgS(
↓
) + 12HCl + 2HNO
3
→
→
→
→ 3HgCl
4
2−
+ S + 2NO(
↑
) + 4H
2
O +6H
+
2HgCl
4
2−
+ SnCl
2
→
→
→
→ Hg
2
Cl
2
(
↓
) + SnCl
4
+ 4Cl
−
Hg
2
Cl
2
(
↓
) + SnCl
2
→
→
→
→ 2Hg (
↓
) + SnCl
4
2Pb
2+
+ Cr
2
O
7
2−
+ H
2
O →
→
→
→ 2PbCrO
4
(
↓
) + 2H
+
2Bi(OH)
3
(
↓
)
+ 3SnO
2
2−
→
→
→
→ 2Bi (
↓
) + 3SnO
3
2−
+ 3H
2
O
Cu
2+
+ 4NH
3
→
→
→
→ Cu(NH
3
)
4
2+
(niebieski kompleks)
2Cu(NH
3
)
4
2+
+ 6CN
−
→
→
→
→ 2Cu(CN)
2
−
+ (CN)
2
(
↑
)
+ 8NH
3
reakcja maskowania
Schemat blokowy rozdziału grupy IIB
Siarkosole i tlenosole
kationów grupy IIA
As
2
S
3
, S
HCl/ H
2
S
ogrzewanie
Osad metalicznego
Sb
st. HCl
ogrzewanie
HgCl
2
Siarczki (As
2
S
3
, As
2
S
5
,
Sb
2
S
3
, Sb
2
S
5
, SnS
2
, S)
Sb
2
S
3
pomarańczowy
osad
Hg + SnCl
2
biały, szarzejący osad
H
2
C
2
O
4
H
2
S
Roztwór -
chlorki Sb i Sn
Fe
ogrzewanie
Wybrane reakcje analizy kationów grupy IIB
Sn
2+
+ HgCl
2
→
→
→
→ Hg (
↓
) + Sn
4+
+ 2Cl
−
2 HgCl
4
2−
+ SnCl
2
→
→
→
→ Hg
2
Cl
2
(
↓
) + SnCl
4
+ 4Cl
−
Hg
2
Cl
2
(
↓
) + SnCl
2
→
→
→
→ 2Hg (
↓
) + SnCl
4
SnCl
2
+ Zn (
↓
) →
→
→
→ Sn
(
↓
)
+ Zn
2+
+ 2Cl
−
2Sb
3+
+ 3Sn (
↓
) →
→
→
→ 2Sb
(
↓
)
+ 3Sn
2+
(czarny nalot)
Sn
4+
+ C
2
O
4
2−
→
→
→
→ Sn(C
2
O
4
)
2+
(maskowanie)
2Sb
3+
+ 3S
2−
→
→
→
→ Sb
2
S
3
(
↓
)
(pomarańczowy osad)
Arsen - próba Marsha
próba Gutzeita
Schemat rozdzielania grup kationów
Badana próbka
Grupa II
Kwasowe nierozpuszczalne
siarczki metali
Grupa III
Alkaliczne nierozpuszczalne
siarczki i wodorotlenki metali
Grupa IV
Nierozpuszczalne
węglany metali
Grupa I
Nierozpuszczalne
chlorki metali
HCl
HCl / H
2
S
NH
3
/ H
2
S
(NH
4
)
2
CO
3
Grupa IIA
Grupa IIB
Grupa V
Rozpuszczalne
jony metali
KOH / H
2
O
2
Schemat rozdzielania III grupy kationów
Grupa III
Alkaliczne nierozpuszczalne
siarczki i wodorotlenki metali
Grupa II
Kwasowe nierozpuszczalne
siarczki metali
NH
3
/ H
2
S
Grupa IV,V
(NH
4
)
2
CO
3
Co
2+
+ S
2−
→
→
→
→ CoS (
↓
) (czarny)
Ni
2+
+ S
2−
→
→
→
→ NiS (
↓
) (czarny)
Fe
2+
+ S
2−
→
→
→
→ FeS (
↓
) (czarny)
Mn
2+
+ S
2−
→
→
→
→ MnS (
↓
) (cielisty)
Zn
2+
+ S
2−
→
→
→
→ ZnS
(
↓
)
(biały)
Al
3+
+ 3OH
−
→
→
→
→ Al(OH)
3
(
↓
)
(biały galaretowaty osad)
Cr
3+
+ 3OH
−
→
→
→
→ Cr(OH)
3
(
↓
)
(szarozielony)
Ni
2+
, Co
2+
,
wypada S
Schemat blokowy rozdziału grupy III
Osad siarczków i
wodorotlenków grupy III
CoS, NiS
1M HCl
Fe(SCN)
3
krwistoczerw.
PbCrO
4
ż
ółty osad
NaOH
H
2
O
2
Al(OH)
3
biały osad
Chlorki
Fe, Mn, Zn, Al, Cr
HCl
H
2
O
2
Fe(OH)
3
, MnO
2
(aq)
osad
Zn
2+
,
osad BaCrO
4
2M HCl
NH
4
SCN
Zn(OH)
4
2-
,
Al(OH)
4
-
, CrO
4
2-
NH
3
,
dimetylo
glioksym
CH
3
COOH
Pb(CH
3
COO)
2
Ni(DMGO)
różowy osad
[Co(SCN)
4
]
2-
niebieski kompl.
NH
4
SCN
HCl /
NH
3
CH
3
COOH
BaCl
2
H
2
S
ZnS
biały osad
MnO
4
-
Wybrane reakcje analizy kationów grupy III
2Fe
2+
+ H
2
O
2
+ 2H
+
→
→
→
→ 2Fe
3+
+ 2H
2
O
Fe
3+
+ 3OH
−
→
→
→
→ Fe(OH)
3
(
↓
)
Fe
3+
+ 3SCN
−
⇔
Fe(SCN)
3
(krwistoczerwone zabarwienie jonów
kompleksowych [Fe(SCN)]
2+
do [Fe(SCN)
6
]
3−
)
CoS(
↓
) + H
2
O
2
+ 2H
+
→
→
→
→ Co
2+
+ S(
↓
) + 2H
2
O
Co
2+
+ 4SCN
−
→
→
→
→ [Co(SCN)
4
]
2−
(niebieskie zabarwienie alkoholu pentylowego)