Katioonide esimene rühm (1)

1. Esimese rühma katioonide tõestusreaktsioonid.
Viia läbi kõik esimese rühma katioonide tõestusreaktsioonid. Selleks võtta pestud ja destilleeritud veega loputatud katseklaasi puhta pipetiga või pipetiga, mis on selle lahuse jaoks ette nähtud, mõned tilgad vastavat katiooni sisaldavat lahust (aniooniks nitraatioon) ning lisada mõned tilgad tõestusreaktiivi.
1.1 Pb2+ -ioonide tõestusreaktsioonid
a) Cl– -ioonidega
Pb2+ + 2Cl- →PbCl2↓
Moodustub valge sade, mis lahustub soojas vees.
b) I– -ioonidega
Pb2+ 2I-→PbI2 ↓
Tekib kollane PbI2 sade. Sade lahustatakse vesivannil etaanhappega hapestatud vees, jahutada kraanivee all. Aeglasel jahtumisel eraldub PbI2 sade uuesti kuldsete sädelevate lehekestena. Kiirel jahtumisel aga eraldub sade kuldselt helkiva peenekristalse sademena.
Jahutamisel tekkisid kuldsed sädemekristallid.
c) CrO42- - ioonidega
Pb2+ + CrO42-→PbCrO4 ↓
Moodustub kollane pliikromaadi sade, mis NaOH lahuses, moodustades tetrahüdroksoplumbaatiooni.
PbCrO4 + 4OH→[Pb(OH)4]2– + CrO42-
1.2 Ag+ -ioonide tõestusreaktsioonid
a) Cl– -ioonidega
Ag+ + Cl– → AgCl↓
Moodustub hägune valge hõbekloriidi sade.
Tekkinud AgCl sademe reageerimisel ammoniaagi vesilahusega moodustub lahustuv kompleksühend diammiinhõbekloriid:
AgCl + 2NH3 ⋅H2O → [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
Lahuse hapestamisel (HNO3-ga) kompleksühend laguneb. Seejuures sadeneb uuesti AgCl.
[Ag(NH3)2]Cl + 2H+ → AgCl↓ + 2NH4
b) I– -ioonidega
Ag+ + I– → AgI↓
Moodustub kollakasvalge/helekollane hõbejodiidi sade. Erinevalt hõbekloriidist ei lahustu hõbejodiid ammoniaagi vesilahuses.
c) CrO42– -ioonidega
2Ag+ + CrO42– → Ag2CrO4↓
Moodustub telliskivipunane hõbekromaadi sade. Lahuse pH kasutades indikaatorpaberit on nõrgalt aluseline, neutraalne.
1.3 Hg22+ -ioonide tõestusreaktsioonid
a) Cl– -ioonidega
Hg22+ + 2Cl– → Hg2Cl2↓
Moodustub valge elavhõbe(I)kloriidi sade. Ammoniaagi vesilahuse toimel muutub sade mustjashallikaks valge elavhõbeamiidkloriidi ja musta metalse elavhõbeda eraldumise tõttu.
Hg2Cl2 + 2NH3 ⋅H2O → NH2HgCl ↓ + Hg ↓ + NH4Cl + 2H2O
b) I– -ioonidega
2+ + 2I– → Hg2I2↓
Moodustub rohekas elavhõbe(I)jodiidi sade Hg2
Seismisel elavhõbe(I) soolad disproportsioneeruvad Hg2+ ja metallilise Hg tekkega.
Hg2+ → Hg + Hg2+
Tekkinud elavhõbe(2+)- ioonid annavad I– -ioonidega punase sademe. Seetõttu võib selle tõestuse juures tekkida ka punase värvusega sadet. Antud juhul tekki roheline sade.
c) CrO42– -ioonidega
Hg22+ + CrO42– → Hg2CrO4 ↓
Moodustub punane/tumeoranź elavhõbe(I)kromaadi sade.
2. Esimese rühma katioonide (Pb2+,Ag+, Hg22+) lahuse süstemaatiline analüüs
2.1 I rühma katioonide sadestamine
Tsentrifuugiklaasi (koonilisse katseklaasi) võetakse 1-1,5 ml esimese rühma katioonide lahust, lisatakse tilkhaaval 2M HCl lahust ja segatakse ettevaatlikult klaaspulgaga. Tekkinud PbCl2, AgCl ja Hg2Cl2 sade tsentrifuugitakse ja tsentrifugaadist (sademe kohal olevast lahusest) kontrollitakse peale tsentrifuugimist sadestumise täielikkust mõne tilga 2M HCl lisamisega.
Happe lisamisega tekkis hägu, mis tähendab, et sadenemine pole olnud täielik. Sademe täielikuks sadenemiseks lisatakse veel mõned tilgad HCl, segatakse ning tsentrifuugitakse.
Kui ollakse kindel sadestumise täielikkuses, siis võetakse tsentrifugaat pipetiga sademe pealt ettevaatlikult ära (oluline on sadet pipetiga mitte kaasa võtta, pigem võib osa tsentrifugaati jääda sademe peale, sest sadet tavaliselt pestakse). Tsentrifugaat hoitakse alles edasiseks analüüsiks – tsentrifugaadis teiste rühmade katioonid. Kui lahuses puuduvad teiste rühmade katioonid, võib tsentrifugaadi sademe pealt ka lihtsalt ära valada.
Kloriidide sadet pestakse külma soolhappelise veega (pesuvee valmistamiseks lisatakse 10 ml destilleeritud veele 3-4 tilka konts. HCl). Pesemiseks lisatakse sademele 1-2 ml pesuvett, segatakse ja tsentrifuugitakse. Pesemiseks kasutada külma HCl lahust, sest see sadestab lahusesse jäänud anioonide ja järgnevate rühmade katioonid välja. Katioonide väljapesemine on vajalik, et tõestusreaktsioon annaks maksimaalse tulemuse.
Kui lahuses teiste rühmade katioone pole piisab ühekordsest pesemisest, muidu pestakse kolm korda. Pesemine on vajalik lahusesse jäänud anioonide ja järgnevate rühmade katioonide väljapesemiseks.
2.2 PbCl2 eraldamine AgCl ja Hg2Cl2 sademest ja Pb2+-ioonide tõestamine
Pestud sademele lisatakse 1-2 ml vett, segatakse ja soojendatakse 5 minuti jooksul segades keevas vesivannis. Tsentrifuugitakse kuumalt , kuna kuumalt tsentrifuugmisel plii ioonid ei sadestu. Selleks lülitada tsentrifuug ainult korraks sisse. Tsentrifugaat kanda pipetiga koheselt teise katseklaasi ja lahuse üksikosadest (igaks tõestuseks võtta puhtasse katseklaasi paar tilka lahust arvestusega, et tõestusreaktsioone on mitu ning mõnda katset tuleb vajadusel korrata) tõestada Pb2+ -ioonid eelpool kirjeldatud tõestusreaktsioonidega.
KI ja K2GrO4 lisamisel lahusele värvus lahus mõlemal juhul kollaseks. Järelikult oli uuritavas lahuses Pb ioone. Pb2+ + 2I– → PbI2 ↓ ja Pb2+ + CrO42– → PbCrO4 ↓
2.2 Hg22+ -ioonide tõestamine
Järelejäänud pestud sademele lisatakse umbes 10 tilka 2M ammoniaagi vesilahust, segatakse hoolikalt. Tekib must sade, kuna elavhõbe sadenes välja.
Musta sademe teke ammoniaagi vesilahuse lisamisel AgCl ja Hg2Cl2 sademele tõestab Hg22+ -ioonide olemasolu analüüsitavas lahuses.
Hg2Cl2 + 2NH3 ⋅H2O → NH2HgCl ↓ + Hg ↓ + NH4Cl + 2H2O
2.2 AgCl eraldamine Hg2Cl2 sademest ja Ag+-ioonide tõestamine
Tsentrifuugitakse ja eraldatakse tsentrifugaat ettevaatlikult puhta pipetiga. Tsentrifugaadi üksikosades tõestatakse Ag+-ioonide olemasolu lahuses eespool kirjeldatud tõestusreaktsioonidega.
Soolhappe lisamisel tekkis piimjas sade, KI lisamisel muutus lahus kollaseks, K2CrO4 lisamisel tekkis kollakasoranźikas sade. Võttes arvesse Ag+ tõestusreaktsiooni, siis lahuses leidus hõbe(1+)ioone.
Ag+ ioonide üleminek ammiinkompleksi võib olla raskendatud Hg22+ ioonide tõttu lahuses.