ANALIZA KATIONÓW I i II GRUPY ANALITYCZNEJ:

GRUPA I

Do I grupy kationów zalicza się jony: Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺

Grupa ta obejmuje kationy, których:

• Chlorki nie rozpuszczają się w wodzie i rozcieńczony kwasach

• Siarczki nie rozpuszczają się w kwasach.

• Srebro Ag

W przyrodzie występuje jako metal wolny,

• Siarczek Ag₂S (argentyt)

• Tiosól (Ag₃AsS₃ i Ag₃SbS₃),

towarzysząc pokładom miedzi, ołowiu i złota. W swoich związkach srebro jest zasadniczo jednowartościowe.

Znane sole srebra:

Rozpuszczalne	Umiarkowanie rozpuszczalne	Nierozpuszczalne:
AgF -fluorek	Ag2SO4- siarczan (VI)	AgCl -chlorek-biały,
AgNO3-azotan (V) (lapsis)		AgBr- bromek-żółtawy
AgCIO4- chloran (VII)		AgI- jodek-żółtawy
		AgCN i AgSCN -cyjanek i tiocyjanian - biały
		Ag2S- siarczek- czarny
		Ag2CrO4- chromian (VI)-brunatnoczerwony

Reakcje jonów Ag⁺

1. Kwas chlorowodorowy (solny) HCI i rozpuszczalne chlorki.

Jony CI ^- wytrącają z obojętnych lub kwaśnych roztworów zawierających jony Ag⁺ biały, serowaty osad chlorku srebra AgCl:

Ag⁺ + CI^- AgCl

2. Bromek potasu i jodek potasu, KBr i KI

Wytrącają z roztworów soli srebra (I) trudno rozpuszczalny słomkowy AgBr

Ag⁺ + Br ^- AgBr

i żółtawy AgI

Ag⁺ + I^- AgI

3. Chromian (VI) potasu K₂CrO₄

Jony CrO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag⁺ czerwonobrunatny osad chromianu (VI) srebra - Ag₂CrO₄

2Ag⁺ + CrO₄^2- Ag₂CrO₄

4. Siarkowodór H₂S i rozpuszczalne siarczki

Jony S^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag⁺ czarny osad siarczku srebra Ag₂S

2Ag⁺ + S^2- Ag₂S

5. Wodorotlenek sodu lub potasu - NaOH i KOH

Jony OH ^- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag⁺ brunatny osad tlenku srebra

2Ag⁺ + 2OH^- Ag₂O + H₂O

6. Amoniak NH₃ · H₂O - NH₄OH

Wodorotlenek amonowy wytrącają z roztworów soli srebra biały, brunatniejący osad.

2Ag⁺ + 2OH^- Ag₂O + H₂O

7. Węglan (IV) sodu Na2CO3

Jony CO₃^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag⁺ biały osad węglanu (IV) srebra -Ag₂CO₃

2Ag⁺ + CO₃^2- Ag₂CO₃

który ulega rozkładowi do brunatnego tlenku srebra:

Ag₂CO₃ Ag₂O + CO₂

• Rtęć, Hg

Rtęć w związkach jest dwuwartościowa i jednowartościowa.

Do rozpuszczalnych soli rtęci zalicza się:

• Hg₂(NO₃)₂-diazotan (V) dirtęci -biały

• Hg(NO₃)₂-azotan (V) rtęci (II)-biały

• Ołów, Pb

Ołów występuje w przyrodzie w postaci:

• PbS- czarnej galeny

• PbSO₄- anglezyty

• PbCO₃-cerusyty (białe minerały)

• PbCrO₄- czerwonego chromiau (VI) ołowiu (II)

W swoich związkach ołów jest przeważnie dwuwartościowy, choć może być i czterowartościowy.

Reakcje jonów Pb²⁺

1. Kwas solny HCI i rozpuszczalne chlorki

Jony CI^- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ biały, krystaliczny osad chlorku ołowiu (II) - PbCI₂

Pb²⁺ + 2CI^- PbCI₂

2. Jodek potasu KI

Jony I^- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ żółty osad jodku ołowiu (II)- PbI₂

Pb²⁺ + 2I^- PbI₂

3. Chromian potasu K2CrO4 i dichromian (VI) potasu K2Cr2O7

Jony CrO₄^2- i Cr₂O₇^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ żółty osad chromianu (VI) ołowiu (II) PbCrO₄

Pb²⁺ + CrO₄^2- -> PbCrO₄

Z dichromianem (VI) potasu wydziela się wolny kwas który częściowo rozpuszcza osad.

2Pb²⁺ + Cr₂O₂^7- + H₂0 -> 2PbCrO₄ + 2H⁺

4. Siarkowodór H2S i rozpuszczalne siarczki

Jony S^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ czarny osad siarczku ołowiu (II)

Pb²⁺ + S^2- -> PbS

5. Wodorotlenek sodu lub potasu, NaOH lub KOH

Jony OH^- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ biały osad amfoterycznego wodorotlenku ołowiu (II) Pb(OH)₂

Pb²⁺ + 2OH^- -> Pb(OH)₂

6. kwas siarkowy (VI) H2SO4 i rozpuszczalne siarczany (VI)

Jony SO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb²⁺ biały osad siarczanu (VI) ołowiu (II) PbSO₄

Pb²⁺ + SO₄^2- -> PbSO₄

GRUPA II

Do II grupy kationów zaliczamy jony: Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺

Obejmuje kationy, których siarczany (VI) nie rozpuszczają się w wodzie i w rozcieńczonym kwasie siarkowym (VI)

• Bar, Ba

Reakcje jonów Ba²⁺

1. Węglan (VI) amonu (NH₄)₂CO₃ i inne rozpuszczalne węglany

Jony CO₃^2- wytrącają z obojętnego lub zasadowego roztworu zawierającego jony Ba²⁺ biały osad węglanu (VI) baru BaCO₃

Ba²⁺ + CO₃^2- -> BaCO₃

2. Amoniak NH3 · H2O

Amoniak nie wytrąca osadu z jonami Ba²⁺

3. (NH4)2S i Na2S

Siarczki amonowy i sodu nie wytrąca osadu z jonami Ba²⁺

4. H₂SO₄ rozcieńczony i rozpuszczalne siarczany (VI)

Jony SO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ba²⁺ biały, drobnokrystaliczny osad siarczanu (VI) baru- BaSO₄

Ba²⁺ +SO₄^2- -> BaSO₄

5. Woda gipsowa

Nasycony roztwór CaSO₄ (woda gipsowa) powoduje zmętnienie roztworu zawierającego jony Ba²⁺ w skutek wytrącania się BaSO₄

6. Chromian (VI) i dwuchromian (VI) potasu, K₂CrO₄ i K₂Cr₂O₇

Jony CrO₄^2- i Cr₂O₇^2- w środowisku obojętnym lub w obecności CH₃COOH wytrącają z roztworów zawierających jony Ba²⁺ żółty osad chromianu (VI) baru - BaCrO₄

Ba²⁺ + CrO₄^2- -> BaCrO₄

Dwuchromian (VI) potasu wytrąca z jonami Ba²⁺ również chromian(VI) baru -BaCrO₄, a nie dwuchromian (VI) - BaCr₂O₇

Cr₂O₇^2- + H₂O <- -> 2CrO₄^2- + 2H⁺

2CrO₄^2- + 2Ba²⁺ -> 2BaCrO₄

Cr₂O₇^2- + 2Ba²⁺ + H₂O -> 2BaCrO₄ + 2H⁺

7. Szczawian amonu (NH₄)₂C₂O₄

Jony C₂O₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ba²⁺ biały osad szczawiany baru - BaC₂O₄

Ba²⁺ C₂O₄^2- -> BaC₂O₄

8. Wodorofosforan (V) sodu Na₂HPO₄.

Odczynnik ten wytrąca z roztworów zawierających jony Ba²⁺ biały osad wodorofosforanu (V) baru - BaHPO₄

Ba²⁺ + HPO₄^2- -> BaHPO₄

9. Heksacyjanożelazian (II) potasu K₄[Fe(CN)₆].

Wytrąca ze stężonych roztworów soli baru w obecności NH₄Cl biały osad Ba(NH₄)₂[Fe(CN)₆]

Ba²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- + 2NH₄⁺ -> Ba(NH₄)₂[Fe(CN)₆]

10. Zabarwienie płomienia

Lotne sole baru zabarwiają płomień na kolor żółtozielony.

• Stront, Sr

Reakcje jonów Sr2+

1. Węglan (VI) amonu (NH₄)₂CO₃ i inne rozpuszczalne węglany

Jony CO₃^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Sr²⁺ biały osad węglanu (VI) strontu SrCO₃

Sr⁺ + CO₃^2- -> SrCO₃

2. Amoniak NH₃ · H₂O

Amoniak nie wytrąca osadu podobnie jak z jonami Ba²⁺

3. Siarczki amonu i sodu - (NH₄)₂S i Na₂S

Siarczki nie wytrącają osadu z jonami Sr²⁺

4. Kwas siarkowy (VI) rozcieńczony H₂SO₄ i rozpuszczalne siarczany (VI)

Jony SO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Sr²⁺ biały, krystaliczny osad siarczanu (VI) strontu - SrSO₄

Sr²⁺ + SO₄^2- -> SrSO₄

5. Chromian (VI) potasu, K₂CrO₄

Jony CrO₄^2- wytrącają żółty osad chromianu (VI) strontu - SrCrO₄

Sr²⁺ + CrO₄^2- -> SrCrO₄

6. Szczawian amonu (NH₄)₂C₂O₄

Jony C₂O₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Sr²⁺ biały osad szczawianu strontu - SrC₂O₄

Sr²⁺ + C₂O₄^2- -> SrC₂O₄

7. Wodorofosforan (V) sodu Na₂HPO₄.

Odczynnik ten wytrąca z roztworów zawierających jony Sr²⁺ biały osad wodorofosforanu (V) strontu - SrHPO₄

Sr²⁺ + HPO₄^2- -> SrHPO_4.

8. Heksacyjanożelazian (II) potasu K₄[Fe₉CN)₆].

Nie wytrąca osadu

9. Zabarwienie płomienia.

Lotne sole strontu zabarwiają płomień na kolor karminoczerwony.

• Wapń, Ca

Reakcje jonów Ca2+

1. Węglan (VI) amonu (NH₄)₂CO₃ i inne rozpuszczalne węglany

Jony CO₃^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ca²⁺ biały bezpostaciowy osad wapnia CaCO₃

Ca²⁺ + CO₃^2- -> CaCO₃

2. Amoniak NH₃ · H₂O

Amoniak nie wytrąca osadu podobnie jak z jonami Ba²⁺ Sr²⁺

3. Siarczki amonu i sodu (NH₄)₂S i Na₂S

Nie wytrącają osadu

4. Kwas siarkowy (VI) rozcieńczony H₂SO₄ i rozpuszczalne siarczany (VI)

Jony SO₄^2- wytrącają tylko ze stężonych roztworów zawierających jony Ca²⁺ biały osad siarczanu (VI) wapnia - CaSO₄

Ca²⁺ + SO^42- -> CaSO₄

5. Chromian (VI) potasu, K₂CrO₄

Jony CrO₄^2- z rozcieńczonych obojętnych roztworów zawierających jony Ca²⁺ nie wytrącają osadu

6. Szczawian amonu (NH₄)₂C₂O₄

Jony C₂O₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ca²⁺ biały, krystaliczny osad szczawianu wapnia - CaC₂O₄

Ca²⁺ + C₂O₄^2- -> CaC₂O₄

7. Zabarwienie płomienia.

Lotne sole wapnia zabarwiają płomień na kolor ceglastoczerowny.

2