I analitička grupa katjona

Ova grupa naziva se još i ,,hlorovodonična grupa'', pošto je zajednički reagens, tj. reagens koji taloži celu grupu katjona upravo HCl, odnosno Cl^- u kiseloj sredini. Čine je Ag⁺ , Hg₂²⁺, i Pb²⁺. Razblažena hlorovodonična kiselina taloži iz rastvora katjone I grupe u vidu AgCl, Hg₂Cl₂, PbCl₂. Sulfidi katjona ove grupe nisu rastvorljivi ni u razblaženim jakim mineralnim kiselinama, ni u vodi. Hloridi ovih katjona nisu rastvorljivi u vodi.

 

Ag⁺

 

Reakcije suvim putem

 

Soli srebra žarene sa sodom, Na₂CO₃, lako se redukuju i daju kovno metalno zrno (regulus):

 

2AgCl + Na₂CO₃ ->2NaCl + Ag₂CO₃

Ag₂CO₃ -> 2Ag + O + CO₂

 

Metalno zrno se lako rastvara u azotnoj kiselini, pri čemu se razvijaju tamnosmeđe pare azot-dioksida.

 

Reakcije mokrim putem

 

Katjon srebra je bezbojan.

 

1. HCl i rastvorljivi hloridi talože iz neutralnih i kiselih rastvora beo sirast talog AgCl:

 

Ag⁺ + Cl^- -> AgCl

 

Talog se lako rastvara u NH₄OH, jer se pri tome gradi u vodi rastvorljiva kompleksna so [Ag(NH₃)₂]Cl:

 

AgCl + 2NH₄OH -> [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

 

Ako se ovaj rastvor zakiseli azotnom kiselinom, ponovo ispada beo sirast talog AgCl koji se ne rastvara u HNO₃.

 

Ovo je ujedno i specifična reakcija na katjon srebra.

 

2.  Jake baze (NaOH i KOH) talože mrk Ag₂O:

 

2Ag⁺ + 2OH^- -> Ag₂O + H₂O

 

Talog Ag₂O se lako rastvara u HNO₃ i u NH₄OH, ali se ne rastvara u višku reagensa (jake baze). Pri ovoj reakciji bi trebalo da ispada talog AgOH, ali je on, kao hidroksid plemenitog metala, nepostojan već na sobnoj temperaturi i zato se odmah razlaže na AgO i H₂O.

 

3. Na₂HPO₄ taloži iz neutralnih rastvora žut Ag₃PO₄:

 

3Ag⁺ + 2HPO₄^2- -> Ag₃PO₄ +H₂PO₄^-

 

Ag₃PO₄ se rastvara u HNO₃ i u NH₄OH.

 

4. H₂S taloži crn Ag₂S:

 

2Ag⁺ + S^2- -> Ag₂S

 

Talog Ag₂S rastvara se u vrućoj razblaženoj HNO₃.

 

5. K₂Cr₂O₇ taloži mrkocrveni talog Ag₂CrO₄:

 

4Ag⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O -> 2Ag₂CrO₄ + 2H⁺

 

6. Para-dimetilamino-benzilidenrodanin -  Kap ispitivanog rastvora stavi se na parče hartije za filtrovanje. Kad se vlažno mesto osuši, na njega se stavi kap zasićenog rastvora navedenog reagensa u acetonu. Već u prisustvu 0.02*10^-6 g srebra javlja se crvenoljubičasta mrlja koja se jasno razlikuje od žutosmeđe boje reagensa. U prisustvu žive, olova ili bakra pre dodavanja reagensa treba staviti kap rastvora KCN-a i malo razblažene HNO₃.

 

Hg2²⁺

 

Reakcije suvim putem

 

Mnoge soli žive sublimuju pri zagrevanju. Na primer, pri zagrevanju Hg₂Cl_2, u staklenoj cevčici vrši se njegovo isparavanje pri čemu se dobija praškast sublimat na hladnim delovima cevčice.

Pri zagrevanju živih soli sa Na₂CO₃, u staklenoj cevčici javlja se tzv. živino ogledalo na hladnim delovima cevčice, koje se sastoji od kapljica elementarne žive.

 

Reakcije mokrim putem

 

1. HCl i rastvorljivi hloridi talože beo Hg₂Cl₂:

 

Hg₂²⁺ + 2Cl^- -> Hg₂Cl₂

 

Ako se beo talog Hg₂Cl₂ prelije vodenim rastvorom amonijaka, talog pocrni. Zato se Hg₂Cl₂ i naziva ,,kalomel'', jer, prema grčkom, ,,kalomel''  označava ,,lepo crn''. Talog pocrni usled delimično izdvojene sitno razdeljene elementarne žive, koja pokriva belu boji nastalog Hg(NH₂)Cl :

 

Hg₂Cl₂ + 2NH₃ -> Hg(NH₂)Cl + Hg + NH₄Cl

 

Ovo je specifična reakcija na merkuro-katjon.

 

2. NH₄OH daje crn talog koji se sastoji od (Hg₂ONH₂)⁺ i delimično izdvojene sitno razdeljene elementarne žive, čija crna boja pokriva pomenuti talog koji je beo:

 

2Hg₂²⁺ + NH₄⁺ + 4OH^- ->(Hg₂ONH₂)⁺ + 2Hg + 3H₂O 

 

3. Jake baze (NaOH, KOH) talože crn Hg₂O:

 

Hg₂²⁺ + 2OH^- -> Hg₂O + H₂O

 

Pri ovoj reakciji bi trebalo da ispada talog Hg₂(OH)₂, međutim, kao hidroksid poluplemenitog metala, nije postojan i gubitkom vode lako prelayi u Hg₂O.

 

4. KI taloži zelen Hg₂I₂:

 

Hg₂²⁺ + 2I^- -> Hg₂I₂

 

U višku reagensa, talog se delimično rastvara dajući kompleksni anjon [HgI₄]^2-, a delimično se izdvaja elementarna živa u vidu sivog taloga:

 

Hg₂I₂ + 2I^- -> [HgI₄]^2- + Hg

 

5. H₂S daje crn talog koji se sastoji od HgS i sitno razdeljene elementarne žive:

 

Hg₂²⁺ + S^2- -> HgS + Hg

 

Talog se ne rastvara u razblaženoj HNO₃, a rastvara se u ,,carskoj vodi'' (,,carska voda'' je smeša koncentrovane HCl i koncentrovane HNO₃ u odnosu 3:1).

 

6. KNO₂ - Kap ispitivanog rastvora stavi se na parče hartije za filtrovanje i na to se doda kap koncentrovanog rastvora KNO₂. U prisustvu Hg₂²⁺ javlja se crna mrlja od elementarne žive. U prisustvu obojenih jona, mrlja je takođe obojena, ali se ta boja lako može sprati vodom, dok crna mrlja ostaje.

 

Pb²⁺

 

Reakcije suvim putem

 

Soli olova, žarene sa Na₂CO₃ na uglju, daju u plamenu duvaljke metalno kovno zrno (regulus) i žutu prevlaku na uglju od PbO.

 

Reakcije mokrim putem

 

1. Alkalni hromati i dihromati (K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇) talože PbCrO₄:

 

Pb²⁺  + CrO4^2- -> PbCrO₄

 

2Pb²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O -> 2PbCrO₄ + 2H⁺

 

PbCrO₄ se rastvara u HNO₃ i u jakim bazama, a ne rastvara u CH₃COOH.

 

Ovo je specifična reakcija na katjon olova.

 

2.Razblažena H₂SO₄ i rastvorljivi sulfati talože beo PbSO₄:

 

Pb²⁺ + SO₄^2- -> PbSO₄

 

PbSO₄ se teško rastvara u vodi. Lako se rastvara u koncentrovanoj H₂SO₄. Pri razblaživanju vodom, iz takvog rastvora ponovo se taloži beo PbSO₄, jer je teško rastvorljiv u razblaženoj kiselini.

 

Ovo je specifična reakcija na katjon olova.

 

3.HCl i rastvorljivi hloridi talože beo PbCl₂:

 

Pb²⁺ + 2Cl^- -> PbCl₂

 

PbCl₂ se teško rastvara u hladnoj vodi, ali mnogo lakše se rastvara u ključaloj. Pri hlađenju vrućeg rastvora, ispadaju sjajni pločasti ili igličasti kristali PbCl₂.

 

4. Jake baze (NaOH i KOH), kao i NH₄OH, talože beo Pb(OH)₂:

 

Pb²⁺ + 2OH^- -> Pb(OH)₂

 

Pb(OH)₂ se ne rastvara u višku NH₄OH, ali se lako rastvara u višku jakih baza.

 

5. KI taloži žut PbI₂:

 

Pb²⁺ + 2I^- -> PbI₂

 

PbI₂ se teško rastvara u hladnoj, a lakše u vreloj vodi. Iz takvog vrućeg rastvora pri hlađenju ispada PbI₂ u zlatnožutim igličastim kristalima.

 

6. H2S taloži crn PbS:

 

Pb²⁺ + S^2- -> PbS

 

PbS se ne rastvara u hladnoj razblaženoj HNO₃, ali se rastvara u njoj pri zagrevanju.

 

7. Tetrametil-dipara-diaminofenilmetan - Kap rastvora H₂O₂ se stavi na parče hartije za filtrovanje, zatim se doda kap razblaženog rastvora NH₃ i kap ispitivanog rastvora. Ostavi se nekoliko minuta da se suvišan H₂O₂ raspadne i na kraju se doda kap rastvora reagensa. Javlja se plava boja. Reakcija nije specifična.

Reagens se pripravlja tako što se 0.05g pomenute supstance rastvori u 10ml glacijalne kiseline, i onda se rastvor dopuni vodom na 100ml.

 

Literatura :

,,Praktikum iz analitičke hemije'', dr Ilija Rikovski